Алгоритмизации

• Название: Алгоритмизации
• Дата: 27.09.2022
• Размер: 1.15 Mb.
• Имя файла: 12_100229_1_124427 (1).docx
• Тип: Документы; #700459
• страница: 66 из 67

Примеризображенияграфикафункцииsin

Программа содержит массив из 1000 структур POINT. В цикле от 0 до 999 член x структуры растет от 0 до cxClient. В каждом цикле член структуры определяет значение синуса и масштабируется до размеров клиентской области окна. Вся кривая целиком отображается с использованием одного вызова функции Polyline (рис. П 6.3).

Текст программы может быть следующим:

#include #include

Приложение6

#define NUM 1000

#define TWOPI (2 * 3.14159)

LRESULT CALLBACK WndProc (HWND, UINT, WPARAM, LPARAM) ;

int WINAPI WinMain (HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, PSTR szCmdLine, int iCmdShow)
{

static char szAppName[] = "Sin" ; HWND hwnd ;

MSG msg ; WNDCLASSEX wndclass ;

wndclass.cbSize = sizeof (wndclass) ;

wndclass.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW ; wndclass.lpfnWndProc = WndProc ; wndclass.cbClsExtra = 0 ;

wndclass.cbWndExtra = 0 ; wndclass.hInstance = hInstance ;

wndclass.hIcon = LoadIcon (NULL, IDI_APPLICATION) ; wndclass.hCursor = LoadCursor (NULL, IDC_ARROW) ; wndclass.hbrBackground=(HBRUSH) GetStockObject(WHITE_BRUSH); wndclass.lpszMenuName = NULL ;

wndclass.lpszClassName = szAppName ;

wndclass.hIconSm = LoadIcon (NULL, IDI_APPLICATION) ; RegisterClassEx (&wndclass) ;

hwnd = CreateWindow (szAppName, "Second Example", WS_OVERLAPPEDWINDOW, CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT,

NULL, NULL, hInstance, NULL) ; ShowWindow (hwnd, iCmdShow) ; UpdateWindow (hwnd) ;

while (GetMessage (&msg, NULL, 0, 0)) { TranslateMessage (&msg) ; DispatchMessage (&msg) ;

}

return msg.wParam ;

}

LRESULT CALLBACK WndProc (HWND hwnd, UINT iMsg,

WPARAM wParam, LPARAM lParam)

{

static int cxClient, cyClient ; HDC hdc ;

int i ;


Приложение6

PAINTSTRUCT ps ; POINT pt [NUM] ;

switch (iMsg) { case WM_SIZE:

cxClient = LOWORD (lParam) ; cyClient = HIWORD (lParam) ;
return 0 ;

case WM_PAINT:

hdc = BeginPaint (hwnd, &ps) ;

MoveToEx (hdc, 0, cyClient / 2, NULL) ; LineTo (hdc, cxClient, cyClient / 2) ;

for (i = 0 ; i < NUM ; i++) { pt[i].x = i * cxClient / NUM ;

pt[i].y = (int) (cyClient / 2 * (1 - sin (TWOPI * i / NUM))) ;

}

Polyline (hdc, pt, NUM) ; return 0 ;

case WM_DESTROY: PostQuitMessage (0) ;

return 0 ;

}

return DefWindowProc (hwnd, iMsg, wParam, lParam) ;

}
Результат работы программы:

Рис. П 6.3

10. Рисованиезамкнутыхфигур

Рассмотрим функции для рисования замкнутых фигур:

Rectangle– прямоугольник; Ellipse– эллипс; RoundRect–

прямоугольник со скругленными углами; Chord– дуга кривой эллипса,

Приложение6

концы которой соединены хордой; Pie– кусок, вырезанный из эллипса;

Polygon– многоугольник; PolyPolygon– множество многоугольников.

Контур фигуры рисуется текущим пером, а фигура закрашивается текущей кистью. По умолчанию это стандартная кисть WHITE_BRUSH.

Простейшей является функция рисования прямоугольника:

Rectangle(hdc, x1, y1, x2, y2);

(x1, y1) – координаты левого верхнего угла, (x2, y2) – правого нижнего угла.

Для рисования эллипса используется ^x1

функция, имеющая те же параметры: ^y1

Ellipse(hdc, x1, y1, x2, y2);

Фигура, отображаемая функцией Ellipse(вместе с

ограничивающим прямоугольником). ^y2

Функция для рисования прямоугольника со скругленными углами:

RoundRect(hdc, x1, y1, x2, y2, xEllipse, yEllipse);

имеет два дополнительных параметра: для рисования скругленных углов

используется маленький эллипс, ^x1 шириной xEllipse, высотой yEllipse. ^y1 Фигура, отображаемая этой функцией,

приведена на рисунке. Скругленные углы были нарисованы с использованием размеров эллипса, вычисленных по формулам

xEllipse = (x2–x1)/4; yEllipse = (y2–y1)/4; ^y2

Это простое приближение, но результаты

yEllipse

x2


xEllipse

скорее всего будут выглядеть не совсем правильно, потому что округлость углов более заметна при больших размерах прямоугольника.

Функции Chord(сегмент эллипса) и Pie(сектор эллипса) имеют одинаковые параметры:

Chord(hdc, x1, y1, x2, y2, xStart, yStart, xEnd, yEnd);

Pie(hdc, x1, y1, x2, y2, xStart, yStart, xEnd, yEnd);

При рисовании используется воображаемая линия для соединения точки (xStart, yStart– начало дуги) с центром эллипса. В точке, где эта линия пересекается с ограничивающим прямоугольником, начинается рисование дуги эллипса в направлении против часовой стрелки; аналогично используется воображаемая линия для соединения точки (xEnd, yEnd – конец дуги) с центром эллипса. В точке, где эта линия пересекается с ограничивающим прямоугольником, завершается рисование дуги.

В функции Chordсоединяются конечные точки дуги, а в функции Pie

соединяются начальная и конечная точки дуги с центром эллипса.

Фигуры, отображаемые функциями Chordи Pie, приведены на рис. П 6.3.

_аxStart,yStart

xStart,yStart

б

Приложение6

xEnd,yEnd
Рис. П 6.3. Фигуры, нарисованные с использованием:

а– функции Chord; б– функции Pie

11. ФункцияPolygonирежимзакрашиваниямногоугольника

Функция рисования многоугольника:

Polygon(hdc, pt, iCount);

pt– это массив структур типа POINT, iCount– число точек; если последняя точка в массиве не совпадает с первой, то добавляется линия, их соединяющая.

Внутренняя область фигуры закрашивается текущей кистью. По умолчанию режим закрашивания равен ALTERNATE(попеременный), т.е. закрашиваются только те фрагменты внутренней области многоугольника, которые получаются путем соединения линий с нечетными номерами (1, 3, 5...), другие фрагменты внутренней области не закрашиваются.

Режим закрашивания устанавливается функцией:

SetPolyFillMode(hdc, iMode);

iMode– режим закрашивания, WINDING(сквозной) – закрашиваются все внутренние области. Для иллюстрации приведем пример:




звезда, находящаяся слева, нарисована в режиме ALTERNATE, а звезда, находящаяся справа – в режиме WINDING.

12. Примеротображениялиний

Если в предыдущей программе (Second Example) заменить case WM_PAINT... и убрать лишние переменные, получим программу (Third Example), в которой рисуются прямоугольник, эллипс, прямоугольник со скругленными углами и два отрезка. Программа показывает, что функции,

Приложение6

определяющие области, закрашивают их, поэтому отрезки не видны там, где нарисован эллипс. Результат работы программы приведен на рис. П 6.4.

. . .

case WM_PAINT:

hdc = BeginPaint (hwnd, &ps) ;

Rectangle (hdc, cxClient /8, cyClient /8, 7*cxClient /8, 7*cyClient /8) ; MoveToEx (hdc, 0, 0, NULL) ;

LineTo (hdc, cxClient, cyClient) ; MoveToEx (hdc, 0, cyClient, NULL) ; LineTo (hdc, cxClient, 0) ;

Ellipse (hdc, cxClient /8, cyClient /8, 7*cxClient /8, 7*cyClient /8) ; RoundRect (hdc, cxClient /4, cyClient /4, 3*cxClient /4, 3*cyClient /4,

cxClient /4, cyClient /4) ; EndPaint (hwnd, &ps) ;

return 0 ; . . .




Рис. П 6.4. Результат программы ThirdExample

13. Управлениеобластямивыводаиотсечением

Стандартно графический вывод отсекается по границам окна, с которым связан контекст, кроме того, из области вывода удаляются части, перекрытые другими окнами. Таким образом, границы области вывода могут иметь достаточно сложную форму.

В средеWindows используются функции, работающие с прямоугольными областями, использующими структуры типа RECT (прямоугольник) и произвольными областями – регионами (regions).

Работаспрямоугольниками

Простейшим средством, задающим границу области вывода, является прямоугольник. Функции отображения прямоугольных областей используют указатель на структуру rectтипа RECT(прямоугольник), имеющую поля: left, top, right, bottom, заданные в логических единицах.


Приложение6

Функция FillRect(hdc, &rect, hBrush); закрашивает прямоугольник (не включая правую и нижнюю координаты) заданной кистью.

Функция FrameRect(hdc, &rect, hBrush); использует кисть для рисования прямоугольной рамки, но не закрашивает внутреннюю область.

ФункцияInvertRect(hdc, &rect); инвертирует все пиксели в прямоугольнике, устанавливая единичные биты в ноль, а нулевые– в единицу, т.е. переводит белую область в черную, черную – в белую (зеленую

• 
  в фиолетовую).
  

Windowsсодержит функции, позволяющие легко манипулировать со структурами типа RECT:

• 
  установка всех полей структуры RECTв заданные значения:
  

SetRect(&rect, xLeft, yTop, xRight, yBottom);

• 
  перемещение на заданное число координат вдоль осей xи y:
  

OffsetRect(&rect, x, y);

• 
  увеличение или уменьшение размеров прямоугольника:
  

InflateRect(&rect, x, y);

• 
  установка полей структуры прямоугольника в ноль:
  

SetRectEmpty(&rect);

• 
  копирование одного прямоугольника в другой:
  

CopyRect(&DestRect, &SrcRect);

• 
  пересечение двух прямоугольников:
  

IntersectRect(&DestRect, &SrcRect1, &SrcRect2);

• 
  объединение двух прямоугольников:
  

UnionRect(&DestRect, &SrcRect1, &SrcRect2);

• 
  определение, является ли прямоугольник пустым: bEmpty = IsRectEmpty (&rect);
  
• 
  определение, содержится ли точка внутри прямоугольника: bInRect = PtInRect (&rect, point);
  

Созданиеирисованиерегионов

Унифицированным средством, задающим границу области вывода, являетсярегион, который может иметь прямоугольную, многоугольную, эллиптическую формы или их сочетание. Регион является объектом, идентифицируемым его описателем HRGN.

Произвольный регион создается универсальной функцией:

ExtCreateRegion(const XFORM *lpXform, DWORD nDataSize, const RGNDATA lpRgnData);

структура XFORM описывает преобразование региона в экранные координаты, при его равенстве NULLкоординаты считаются идентичными; регион описывается структурой RGNDATA, содержащей поля:

RGNDATAHEADER rdh– структура данных заголовка; char Buffer[1] – буфер структур RECT, образующих регион.

В свою очередь, структураRGNDATAHEADERсодержит поля: DWORD dwSize – размер заголовка в байтах;

Приложение6

DWORD iType – тип региона (RGN_RECTANGLES); DWORD nCount– количество прямоугольников в буфере;

DWORD nRgnSize– требуемый размер буфера (может быть нулевым); RECT rcBound – вмещающий прямоугольник для региона.

Простейший тип региона– прямоугольник может быть создан с помощью функций

hRgn = CreateRectRgn(xLeft, yTop, xRight, yBottom); hRgn = CreateRectRgnIndirect (&rect);

Для создания эллиптических регионов:

hRgn = CreateEllipticRgn(xLeft, yTop, xRight, yBottom); hRgn = CreateEllipticRgnIndirect (&rect);

Функция CreateRoundRectRgnстроит прямоугольный регион со скругленными углами.

Создание многоугольного региона (похоже на функцию Polygon): hRgn = CreatePolygonRgn (&point, iCount, iPolyFillMode);

параметр point– массив структур типаPOINT, iCount– число точек, iPolyFillMode– ALTERNATE(WINDING). Регион из множества многоугольников – CreatePolyPolygonRgn.

Два региона могут быть объединены в один функцией:

iRgnType = CombineRgn (hDestRgn, hSrcRgn1, hSrcRgn2, iCombine); которая комбинирует два исходных региона (hSrcRgn1и hSrcRgn2) и строит третий, на который ссылается hDestRgn. Все три описателя регионов еще до вызова функции должны быть действительными, однако дополнительный регион, описываемый ранее hDestRgn, уничтожается.

Параметр iCombine задает правило объединения регионов: RGN_AND – область пересечения двух исходных регионов; RGN_OR – объединение двух исходных регионов;

RGN_XOR – объединение двух исходных регионов за исключением области пересечения;

RGN_DIFF – часть регионаhSrcRgn1, не входящая в регион hSrcRg2; RGN_COPY– регион hSrcRgn1.

Значение iRgnType, возвращаемое функцией, означает: NULLREGION– регион пуст; SIMPLEREGION– регион представляет собой простой прямо- угольник, эллипс или многоугольник; COMPLEXREGION– комбинация прямоугольников, эллипсов или многоугольников; ERROR– произошла ошибка.

Полученный описатель региона можно использовать в функциях

FillRgn(hdc,hRgn,hBrush); FrameRgn(hdc,hRgn,hBrush,xFrame,yFrame);

InvertRgn(hdc, hRgn); PaintRgn(hdc, hRgn);

аналогичных функциям FillRect(закрашивание прямоугольной области),

FrameRect(закрашивание границы прямоугольной области) и InvertRect


Приложение6

(инвертирование пикселей в прямоугольнике); параметры xFrameи yFrame –

ширина и высота рамки, которая будет нарисована вокруг региона.

Функция PaintRgnзакрашивает внутреннюю область региона текущей выбранной в контекст устройства кистью. Во всех функциях предполагается, что регион определен в логических координатах.

Для удаления региона используется функция удаления объектов GDI:

DeleteObject(hRgn);

Функция GetRgnDataпозволяет получить доступ к данным региона по его описателю. Вмещающий прямоугольник для региона может быть получен функцией GetRgnBox.

Функции PtInRegionи RectInRegionпроверяют соответственно точку и прямоугольник на вхождение их в регион.

Регион может быть обведен или закрашен с использованием текущих инструментов данного контекста.

Прямоугольникиирегионыотсечения

Прямоугольники и регионы могут принимать участие в отсечении. Функция InvalidateRectделает недействительным прямоугольную область дисплея и генерирует сообщение WM_PAINT. Ее можно использовать, например, для обновления рабочей области:

InvalidateRect(hwnd, NULL, TRUE);

Получить координаты недействительного прямоугольника можно с помощью функции GetUpdateRect, а сделать действительным прямоугольник в рабочей области – ValidateRect.

Получая сообщение WM_PAINT, координаты недействительного прямоугольника доступны из полей структурыPAINTSTRUCT, заполняемой при вызове функции BeginPaint. Этот недействительный прямоугольник также определяет регион отсечения, за пределами которого нельзя рисовать.

Для создания региона отсечения (выбрав регион в контекст устройства) используются функции

SelectObject(hdc, hRgn); SelectClipRgn(hdc, hRgn);

регион отсечения задается в координатах устройства.

Среда Windows содержит несколько функций для манипуляции с регионом отсечения, таких как ExcludeClipRect– исключение прямоуголь- ника из региона отсечения; IntersectClipRect – создание нового региона отсечения, который представляет собой пересечение предыдущего региона отсечения и прямоугольника; OffsetClipRgn – перемещение региона отсечения в другую часть рабочей области.

14. Растроваяграфика

Все рассмотренные выше функции базировались на вычерчивании графических примитивов определенными инструментами по заданным

Приложение6

командам, т.е. по векторному принципу. Растровая графика предусматривает доступ к изображению на уровне образующих его точек.

Для большинства устройств отображения первичен растровый принцип формирования изображения. Некоторые контексты поддерживают не все функции растровой графики. Информацию о совместимости может предоставить функция GetDeviceCaps().

Простейшим и наиболее универсальным способом получения произвольных изображений является доступ к отдельным его точкам. Функции

COLORREF SetPixel(hdc, nX, nY, crColor); BOOL SetPixelV (hdc, nX, nY, crColor); COLORREF GetPixel (hdc, nX, nY);

выполняют соответственно изменение состояния (цвета) одной логической точки и получение текущего состояния. Функция SetPixelV() приводит значение цвета к ближайшему представимому в данном контексте цвету; возвращаемое значение – состояние точки на момент вызова функции (COLORREF), либо признак успешности выполнения (BOOL). Параметры

nX, nY– логические координаты точки (int);

crColor– новое значение цвета точки (COLORREF).

Более сложные и эффективные функции манипулируют не отдельными точками, а массивами точек – фрагментами изображений и битовыми образами.

Битовыйобраз(bitmap) – двухмерный массив числовых значений, характеризующий состояние точек некоторой области, обычно прямоугольной.

В простейшем случае битовый образ описывается структурой BITMAP,

содержащей поля:

LONG bmType– тип образа, должен быть равен 0;

LONG bmWidth, LONG bmHeight– положительные значения ширины и высоты прямоугольной области в пикселах;

LONG bmWidthBytes– размер в байтах образа одной строки изображения, в среде Windows должен быть кратен 2, т.к. система предполагает, что массив состоит из слов;

WORD bmPlanes– количество цветовых планов (плоскостей), т.е. компонент, задающих цвет;

WORD bmBitsPixel– количество бит для кодирования цвета точки;

LPVOID bmBits– указатель на двухмерный массив данных, каждая строка которого соответствует одной строке изображения.

Используются монохромный и цветной типы образов. В случае монохромного – одноцветовой план и один бит на точку, единичное значение этого бита задает для точки цвет переднего плана (foreground), нулевое – заднего (backgroung).


Приложение6

Битовые образы – объекты, идентифицирующиеся их описателями – HBITMAP. Различают совместимые и контекстно-независимые объекты BITMAP.

Функции

HBITMAP CreateBitmap( int nWidth, int nHeight, UINT cPlanes, UINT cBitsPerPel, const void* lpvBits );

HBITMAP CreateBitmapIndirect(const BITMAP* lpBitmap);

создают объект BITMAPс указанными характеристиками, возвращаемое значение – описатель объекта или NULL в случае ошибки; параметры:

nWidth, nHeight– размеры образа в точках изображения;

cPlanes– количество цветовых планов;

cBitsPerPel– «глубина» цвета;

lpvBits– массив данных образа;

lpBitmap– структура BITMAP, содержащая перечисленные параметры. Функция

HBITMAP CreateCompatibleBitmap(hdc, int nWidth, int nHeight);

создает объект BITMAP совместимого типа для заданного контекста с заданными размерами; в зависимости от контекста он может быть создан цветным или монохромным (если в контексте заданы данные раздела DIB – контекстно-независимым); возвращаемое значение – описатель объекта или NULL; nWidth и nHeight – размеры образа.

Для доступа к содержимому битового образа предусмотрены функции SetDlBits() и GetDlBits(), которые работают построчно, однако имеется возможность воздействовать на него всеми доступными инструментами. Для этого объект BITMAP связывается с некоторым контекстом с помощью универсальной функции SelectObject(), после чего все изменения в контексте будут отображаться и в битовом образе.

Функции:

BOOL BitBlt(HDC hDstDC, int nDstX, int nDstY, int nDstWidth,

int nDstHeight,HDC hSrcDC, int nSrcX, int nSrcY, DWORD dwRop);

BOOL StretchBlt (HDC hDstDC, int nDstX, int nDstY, int nDstWidth, int nDstHeight, HDC hSrcDC, int nSrcX, int nSrcY, int nSrcWidth, int nSrcHeight, DWORD dwRop);

BOOL MaskBlt(HDC hDstDC, int nDstX, int nDstY, int nDstWidth, int nDstHeight, HDC hSrcDC, int nSrcX, int nSrcY,

HBITMAP hbmMask, int nMaskX, int nMaskY, DWORD dwRop);

BOOL PlgBlt (HDC hDstDC, const POINT* lpDstVertices, HDC hSrcDC, int nSrcX, int nSrcY, HBITMAP hbmMask, int nMaskX, int nMaskY, DWORD dwRop);

выполняют перенос прямоугольного фрагмента изображения из контекста- источника в контекст-приемник (с трансформацией и дополнительными операциями). Функция StretchBlt может изменять масштаб изображения фрагмента; MaskBlt позволяет маскировать часть изображения; PlgBlt осуществляет перенос в непрямоугольную область приемника с

Приложение6

соответствующим искажением; возвращаемое значение – признак успешности выполнения; параметры:

hSrcDC, hDstDC– контексты источника и приемника данных;

nSrcX, nSrcY, nDstX, nDstY– координаты фрагмента в обоих контекстах;

nSrcWidth, nSrcHeight, nDstWidth, nDstHeight– размеры фрагментов;

hbmMask– битовый образ маски, монохромного типа, нулевые точки маски указывают на применение к данной точке изображения операции

«заднего плана», единичные – «переднего плана»;

nMaskX, nMaskY– точка привязки в образе маски;

lpDstVertices– массив структур, задающих вершины параллелограмма, образующего фрагмент-приемник;

dwRop – дополнительная операция, применяемая к фрагменту при переносе: SRCCOPY– простое копирование, SRCAND– комбинация цветов источника и приемника по «И», SRCPAINT – комбинация по «ИЛИ», SRCIN- VERT– комбинация по «исключающему ИЛИ», SRCERASE– комбинация по

«И» цвета источника и инверсии цвета приемника, NOTSRCCOPY, NOT- SRCERASE– соответствует одноименным, но результирующий цвет инвертируется, DSTINVERT– инверсия фрагмента-приемника, BLACKNESS, WHITENESS – заполнение фрагмента-получателя цветом соответственно 0 и 1 физической палитры и другие. Для MaskBlt параметр включает операции для переднего и заднего фонов, формируется с помощью макроса MAKEROP4.

Для успешного применения этих функций требуется, чтобы оба контекста относились к одному устройству или идентичным устройствам.

При использовании функций следует учитывать, что в логических координатных системах, связанных с обоими контекстами, отсчитываются только координаты опорных точек и размеры границ фрагмента, содержимое же его всегда ориентировано одинаково.

Эффекты, возникающие при деформации битового образа, дополните- льно управляются функцией SetStretchBltMode, текущая настойка – GetStretchBltMode.