C++: Стандартные библиотечные функции работы с графикой

2

Волжский Университет им. В.Н. Татищева

Факультет Информатики и Телекоммуникаций

Курсовая работа

Дисциплина: Системное программное обеспечение

Тема:

«C++: Стандартные библиотечные функции работы с графикой»

Тольятти 200г.

Содержание

Введение1. Анализ графического модуля “graphics.h”1.1 Анализ функции модуля1.2 Анализ констант, типов и глобальных переменных модуля2. Реализация пользовательской библиотеки “mouse.h”ЗаключениеПриложение 1Список используемой литературыВведениеТема данной курсовой работы стандартные библиотечные функции работы с графикой в C++. В данном работе я постараюсь раскрыть основные моменты работы функций стандартного модуля C++, который можно подключить к любому проекту написанном на языке Си, с помощью заголовочного файла graphics.h. Конечно, кроме данного модуля в современных средах разработки программных приложений на данном языке есть и такие не менее интересные модули как glu32.lib и glaux.lib, подключаемые к проектам с помощью заголовочных файлов gl.h, glu.h, glaux.h. Они позволяют программисту показать всю красоту приложения, а также могут использоваться для спецэффектов, но данные модули предназначены для работы с библиотекой opengl32.dll. Использование данной библиотеки, по сути дела, является работа с “компьютерной графикой”, но под графические оболочки таких операционных систем как Windows 9x/2k/XP, Linux Mandrake/Red Hat/Slackware и тому подобных. Эта тема куда более обширная и интересная, но, как мы знаем, модуль graphics.h предназначен, в основном, для работы под операционную систему MS-DOS, в которой просто невозможно использование самого opengl'а. А по этому поводу, я считаю нужным, перейти непосредственно к основному разделу данной работы. Т.е. приступить к рассмотрению стандартных функций.1. Анализ графического модуля “graphics.h”

Как было уже сказано, данный модуль используется для работы с графикой под ОС MS-DOS. Функции, используемые в нём, для работы с графикой, да и как и сама графика, довольно примитивны. Итак, начнём.

Для инициализации модуля требуется подключить, так называемый, заголовочный файл (#include <graphics.h>). В этом файле описаны все функции, которые требуются для написания программы работающей с “графикой”.

1.1 Анализ функции модуляinitgraph( &grdriver, &grmode, “path”); - функция инициализации графического режима, где &grdriver, &grmode, “path” - параметры загружаемого режима;grdriver и grmode - переменные типа integer;“path” - путь к загружаемому драйверу графического режима.Функция закрытия графического режима: closegraph(); - данная функция без каких либо параметров и закрывает текущий графический режим.Функция определения графического драйвера и видео режима: detectgraph( &grdriver, &grmode);Функция, возвращающая структуру определения палитры: getdefaultpalette(); - возвращает указатель на заданную по умолчанию структуру палитры для текущего драйвера инициализированного по initgraph.getdrivername(); - функция возвращает имя текущего графического драйвера.getgraphmode(); - функция возвращает текущий графический режим.getmoderange( grdriver, &low, &high); - функция возвращает диапазон режимов для данного графического драйвера, где grdriver, low, high - переменные типа integer.graphdefaults(); - сбрасывает текущие настройки в настройки по умолчанию._graphgetmem(); - функция выделения памяти. Эту функцию вызывают подпрограммы в графической библиотеке, чтобы распределить память. Данную функцию можно использовать независимо от графической библиотеки, вызвав её с указанием нужного объёма памяти в байтах._graphfreemem(); - функция освобождения памяти. Используется в сочетании с _graphgetmem().setgraphbufsize(); - функция изменяет внутренний размер графического буфера. Вызывается до initgraph().graphresult(); - возвращает код ошибки для последней неудачно выполненной операции.installuserdriver( int *name, int huge( *detect)); - функция устанавливает драйвер определённый программистом. *name - название нового драйвера, *detect - указатель на дополнительную функцию авто определения, которая может сопровождать новый драйвер. Эта функция (авто определения) не берёт ни каких параметров и возвращает целочисленное значение.registerbgidriver( *grdriver) - Функция сообщает графической системе, что драйвер устройства, на который указывает *grdriver был включён во время “линковки”.registerbgifont( *font) - Функция информирует графическую систему, что шрифт, на который указывает *font был включен во время “линковки”.restorecrtmode() - Функция восстанавливает режим, существовавший до активизации графического режима функцией initgraph().arc( int x, int y, int stangle, int endangle, int radius); - Функция рисует дугу, по заданным координатам x, y, начальным и конечным углом stangle, endangle и заданным радиусом radius.bar( int left, int top, int right, int bottom); - Функция рисует прямоугольник начиная от левого верхнего угла с координатами left, top до правого нижнего угла с координатами right, bottom.bar3d( int left, int top, int right, int bottom, int depth); - Функция рисует “трёхмерный прямоугольник” или, так сказать, подобие параллелепипеда, начиная от верхнего левого угла, до правого нижнего угла и с указанием глубины depth.circle( int x, int y, int radius); - Функция рисует окружность с центром в точке с координатами ( x, y) и радиусом radius.cleardevice(); - Функция очищает экран в графическом режиме и возвращает текущую позицию указателя в точку с координатами ( 0, 0).clearviewport(); - Функция стирает область просмотра и перемещает текущую позицию в точку с координатами ( 0, 0), относительно области просмотра.drawpoly( int numpoints, int *polypoints); - Функция рисует полигон с количеством вершин numpoints и координатами вершин *polypoints. *polypoints является одномерным массивом.ellipse( int x, int y, int stangle, int endangle, int xradius, int yradius); - Функция рисует эллипс с координатами в точке ( x, y), начальным и конечным углами stangle, endangle, и радиусами xradius, yradius по осям x и y.fillpoly( int numpoints, int *polypoints); - Функция рисует и закрашивает заданным цветом полигон.fillelipse( int x, int y, int xradius, int yradius); - Функция рисует закрашенный эллипс.floodfill( int x, int y, int border); - Область, ограниченная цветной границей закрашивается установленным образцом и цветом.getarccoords( &arcinfo); - Функция возвращает координаты последней точки, на которую был переведён указатель, где параметр &arcinfo объявлен как struct arccoordstype arcinfo.getaspectratio( &xasp, &yasp); - Получает значения коэффициента сжатия в &xasp, &yasp, где xasp, yasp являются переменными типа integer.getbkcolor() - Возвращает значение типа integer текущего цвета фона.getcolor() - Возвращает значение типа integer установленного на данный момент цвета.getdefaultpalette() - ( дополнение) Возвращает структуру определения палитры в переменную объявленную как struct palettetype far *<имя_переменной>=(void *) 0;.getfillpattern( char far *pattern); - Копирует определённый пользователем заполненный образец в память.getfillsetting( &fillinfo); - Получает информацию о текущих настройках стиля и цвета, где параметр &fillinfo объявлен как struct fillsettingstype fillinfo.getimage( int left, int top, int right, int bottom, void far *bitmap); - Сохраняет картинку в специально отведённой области памяти, где left, top, right, bottom координаты картинки, а *bitmap указатель на область памяти.getlinesettings( &lineinfo); - Получает текущий тип линии, образец и толщину, где параметр &lineinfo объявлен как struct linesettingstype lineinfo.getmaxcolor(); - Возвращает значение типа integer, которое соответствует номеру цвета.getmaxmode(); - Возвращает значение типа integer, которое соответствует максимальному номеру графического режима, для текущего драйвера.getmaxx(); - Возвращает значение типа integer, которое соответствует максимальному количеству точек по оси x для текущего графического режима.getmaxy(); - Возвращает значение типа integer, которое соответствует максимальному количеству точек по оси y для текущего графического режима.getmodename( int mode_number); - Возвращает значение типа integer, которое соответствует указанному графическому режиму.getpalette( &palette); - Получает информацию о текущей палитре, где параметр &palette объявлен как struct palettetype palette.getpalettesize(); - Функция возвращает значение типа integer, соответствующее количеству цветов палитры для текущего графического режима.getpixel( int x, int y); - Функция возвращает номер цвета точки, находящейся по координатам ( x, y).gettextsettings( &textinfo); - Функция возвращает текущие настройки фонта для текущего графического режима, где параметр &textinfo определён как struct textsettingstype textinfo.getviewsettings( &viewinfo); - Получает информацию о текущей области просмотра, где параметр &viewinfo определяется как struct viewporttype viewinfo.getx(); - Функция типа integer возвращает текущую позицию указателя по оси x.gety(); - Функция типа integer возвращает текущую позицию указателя по оси y.grapherrormsg( int errorcode); - Возвращает код ошибки в виде переменной errorcode типа intger.imagesize( int left, int top, int right, int bottom); - Определяет размер области памяти, необходимый для сохранения двоичного образа.installuserfont( char far *name); - Функция типа intger возвращает номер идентификатора шрифта, который можно передать функции settextstyle для выбора данного шрифта. Параметр *name это путь к файлу шрифта. Одновременно данной функцией можно подключить до двадцати шрифтов.line( int x0, int y0, int x1, int y1); - Функция рисует линию от точки с координатами x0, y0 до точки с координатами x1, y1. Не обновляет текущую позицию.linerel( int dx, int dy); - Функция рисует линию от текущей позиции до точки, находящейся на относительном расстоянии от текущей позиции, затем передвигает текущую позицию.lineto( int x, int y); - Рисует линию от текущей позиции до точки с координатами ( x, y), затем переносит текущую позицию в ( x, y).moverel( int dx, int dy); - Перемещает текущую позицию на относительное растояние.moveto( int x, int y); - Перемещает текущую позицию в точку с координатами ( x, y).outtext( char far *textstring); - Выводит строку в графическом режиме. Строка должна заключатся в “”.outtextxy( int x, int y, char far *textstring); - Выводит строку в графическом режиме предварительно перейдя в точку с координатами ( x, y).pieslice( int x, int y, int stangle, int endangle, int radius); - Рисует и закрашивает замкнутый сектор круга.putimage( int left, int top, void far *bitmap, int op); - Выводит битовый образ на экран.putpixel( int x, int y, int color); - Рисует точку с координатами ( x, y) и цветом color.rectangle( int left, int top, int right, int bottom); - Рисует прямоугольник от точки с координатами (left, top) до точки с координатами ( right, bottom).Registerfarbgidriver (void far *driver); - Данная функция используется для регистрации удалённых графических драйверов.Registerfarbgifont (void far *font); - Данная функция используется для регистрации удалённых шрифтов.sector (int x, int y, int stangle, int endangle, int xradius, int yradius); - Функция рисует сектор круга установленным цветом, затем заполняет его используя образец и цвет, установленные функциями setfillstyle или setfillpattern.setactivepage( int page); - Устанавливает активную страницу для графического вывода.setallpalette( &palette); - Устанавливает полную палитру цветов для данного режима, где переменная &palette определена как struct palettetype palette.setaspectratio( int xasp, int yasp); - Заменяет заданный по умолчанию аспект сжатия графической системы.setbkcolor( int color); - Устанавливает цвет фона по его номеру заданному переменной color.setcolor( int color); - Устанавливает цвет по его номеру заданному переменной color.setfillpattern( char far *upattern, int color); - Выбирает определённый пользователем образец заливки.setfillstyle( int pattern, int color); - Функция устанавливает образец и цвет заливки.setgraphmode( int mode); - Устанавливает систему в графический режим, определённый параметром mode. Сбрасывает все настройки в положение “по умолчанию”. Очищает экран.setlinestyle( int linestyle, unsigned upattern, int thickness); - Устанавливает стиль рисуемых линий для функций рисования line, lineto, rectangle, drawpoly, etc.setpalette( int colornum, int color); - Устанавливает палитру от цвета colornum до цвета color.setrgbpalette( int colornum, int red, int green, int blue); - Данная функция может использоваться с IBM 8514 и VGA драйверами.settextjustify( int horiz, int vert); - Устанавливает выравнивание текста для графического режима. По умолчанию стоит выравнивание по верхнему левому углу.settextstyle( int font, int direction, int charsize); - Устанавливает характеристики текста: стиль, положение( горизонтальное или вертикальное), размер шрифта.setusercharsize( int multx, int divx, int multy, int divy); - Устанавливает определённый пользователем “коэффициент сжатия” шрифта. По умолчанию ширина шрифта определена как multx:divx, высота как multy:divy.setviewport( int left, int top, int right, int bottom, int clip); - Устанавливает новую область просмотра для графического вывода. Параметр clip определяет отсечены или нет все рисунки текущей области просмотра.setvisualpage( int page); - Устанавливает страницу с номером page визуальной графической страницей.setwritemode( int mode); - Устанавливает режим вывода объектов в графическом режиме. Параметр mode может принимать значения 0, которое соответствует режиму copy_put или 1, соответствующее режиму xor_put. Параметр copy_put использует ассемблерную команду MOV, рисуя поверх всех объектов новый объект. Параметр xor_put использует команду XOR (команду неэквивалентности), замещая предыдущий объект таким же новым. Используя дважды параметр xor_put, вы получите первоначальный результат.textheight( char far *textstring); - Функция возвращает высоту строки в количестве точек.textwidth( char far *textstring); - Функция возвращает ширину строки в количестве точек.1.2 Анализ констант, типов и глобальных переменных модуляarccoordstype - Используется функцией getarccoords для получения параметров текущей области просмотра.struct arccoordstype{ int x, y; /* center points of arc */ int xstart, ystart; /* start position */ int xend, yend; /* end position */}CGA_COLORS - Данная константа определяет цветовую схему, доступную для функция BGI, выполняющихся на CGA мониторах. Определена в модуле GRAPHICS.H. Используется функциями setallpalette, setbkcolor, setcolor, setpalette.COLORS - Данная символьная константа устанавливает атрибут цвета символов на EGA и CGA мониторах. Определена в модуле CONIO.H. Используется функциями (функции описаны в модуле CONIO.H) textattr, textbackground, textcolor.EGA_COLORS - Данная константа определяет цветовую схему, доступную для функция BGI, выполняющихся на EGA мониторах. Определена в модуле GRAPHICS.H. Используется функциями setallpalette, setbkcolor, setcolor, setpalette.fill_patterns - Образцы заливки применяемые функциями getfillsettings и setfillstyle( см. таблицу 1).Таблица 1.fillsettingstype - Используется функцией getfillsettings для получения текущих настроек заливки.struct fillsettingstype{ int pattern; /* current fill pattern */ int color; /* current fill color */}font_names - Имена для BGI шрифтов( см. таблицу 2).Таблица 2.Используется функцией settextstyle().graphics_drivers - Константа, определяющая BGI графические драйверы( см. таблицу 3).Таблица 3.Используется функцией initgraph().graphics_errors - Константа, соответствующая коду ошибки, возвращённому функцией graphresult()( см. таблицу 4).Таблица 4.graphics_modes - Константы графических режимов для каждого BGI драйвера( см. таблицу 5).Таблица 5.* - 64k на EGAMONO плате** - 256k на EGAMONO платеДанные параметры используются функциями detectgraph(), initgraph() и константами graphics_drivers.HORIZ_DIR - Данный параметр устанавливает направление графического вывода шрифта (Имя параметра: HORIZ_DIR; Значение: 0; Направление: Слева на право). Данный параметр используется функциями gettextsettings(), settextstyle(), setusercharsize().line_styles - Константы стилей линий для функций getlinesettings() и setlinestyle()( см. таблицу 6).Таблица 6.line_widths - Константа ширины линий для функций getlinesettings() и setlinestyle()( см. таблицу 7).Таблица 7.linesettingstype - Используется функциями getlinesettings() и setlinestyle() для корректировки рисования линий.struct linesettingstype{ int linestyle; int upattern; int thickness;}Таблица 8. Описание переменных структуры linesettingstype.upattern - 16-и разрядный образец, который применяется только если стиль линии определён как USERBIT_LINE. В этом случае, когда бит в образце слова единица, соответствующая точка в линии рисуется установленным цветом.Например, сплошная линия соответствует upattern равному 0xFFFF(т.е. рисуются все пиксели), в то время как пунктирная линия может быть если upattern равно 0x3333 или 0x0F0F или 0x3F3F( см. таблицу 9).Таблица 9.MAXCOLORS - Определяет максимальное число цветов для массива полей в palettetype. Используется функцией setallpalette().palettetype - Содержит информацию о палитре для текущего графического драйвера при запросах с использованием функций getpalette(), setpalette(), setallpalette().struct palettetype{ unsigned char size; signed char colors[MAXCOLORS+1];}Таблица 10. Описание элементов структуры palettetype.pointtype - Содержит координаты точки.struct pointtype{ int x; int y;}putimage_ops - Параметры для функции putimage()( см. таблицу 11).Таблица 11.

text_just - Параметр горизонтального и вертикального выравнивания для функции settextjustify().

Таблица 12. Значения параметра text_just.

text directions - Настройки текста. Содержит два параметра HORIZ_DIR и VERT_DIR.

textsettingstype - Используется для получения текущих настроек текста функцией gettextsettings().

struct textsettingstype

{

int font;

int direction;

int charsize;

int horiz;

int vert;

}

USER_CHAR_SIZE - Определённый пользователем размер символа. В таблице 13 указаны значения данного параметра, а так же размеры шрифтов, соответствующие заданному параметру.

Таблица 13.

Используется функциями gettextsettings(), settextstyle(), setusercharsize() и параметром textsettingstype.

VERT_DIR - Данный параметр устанавливает направление графического вывода шрифта (Имя параметра: VERT_DIR; Значение: 1; Направление: Снизу в верх, поворачивает выводимый текст на 90 градусов против часовой стрелки). Данный параметр используется функциями gettextsettings(), settextstyle(), setusercharsize().

viewporttype - Используется для получения настроек области вывода функцией getviewsettings().

struct viewporttype

{

int left;

int top;

int right;

int bottom;

int clip;

}

2. Реализация пользовательской библиотеки “mouse.h”В стандартной комплектации BorlandC2.0, BorlandC3.1 или любой версии компилятора C++ от любой другой корпорации, будь то MicroSoft, AT&T и т.д. нет ни одного модуля работы с мышью как-то в обычном или графическом режиме. Я имею в виду приложения под ОС MS-DOS. Конечно, написание такого модуля сводится не только к знаниям языка C++, но и так называемого языка низкоуровневого программирования Assembler'а.Итак, приступим. Для начала мы должны определить основные функции, типы и константы.Таблица 1. Константы.Уточнение: константа MB_MIDDLE работает только с системными мышами и мышами от компании Logitech.Типы, которые мы будем использовать в нашем модуле:struct tPoint{ int x; int y;};struct tMouseState{ tPoint loc; int but;};Структура tPoint определяет координаты курсора.Структура tMouseState определяет позицию курсора и состояние кнопок мыши, т.е. нажата ли какая либо кнопка на мышке и если да то какая.Теперь опишем основные функции, которые используются у нас в модуле.Функция ResetMouse() “убивает” мышь.Функция ShowMouse() отображает курсор мыши на мониторе.Функция HideMouse() скрывает курсор мыши.Функция GetMouseState() типа tMouseState возвращает параметры мыши.Функция MoveMouseCursor( int x, int y) перемещает курсор на заданную позицию.Функция SetMouseVert( int max, int min) устанавливает вертикальные пределы для мыши. Например, если мышь до этой функции двигалась по всему монитору, т.е. от позиции (0, 0) до (640, 480), то после этой функции она будет двигаться только в установленном пространстве, т.е. от позиции (0, min) до (640, max).Функция SetMouseHorz( int max, int min) устанавливает горизонтальные пределы для мыши. Данная функция полностью аналогична предыдущей. Мышь будет двигаться в пределах от (min, 0) до (max, 480).Данные функции работают как в графическом, так и в обычном режимах. Если поместить этот модуль в папку где находятся основные модули с расширением *.h, то его можно подключать как “#include <mouse.h>”, иначе его подключение будет выглядеть как “#include “<путь>mouse.h””.Думаю что этих функция вполне достаточно для работы с мышью. Листинг модуля представлен в приложении 1.ЗаключениеВ данной курсовой работе мной был рассмотрен стандартный модуль для работы с графикой на языке C++ “graphics.h”. А также разработан собственный модуль для работы с мышкой в графическом и обычном режимах. Данный модуль является интеллектуальной собственностью. Его дальнейшее изменение без согласия разработчика невозможно. Хотя дополнение модуля другими функциями и классами без изменения исходного кода функций и типов возможно и приветствуется разработчиком. Программный код модуля может свободно распространятся и бесплатен.Данная работа может использоваться в учебных целях, а на основе кода модуля могут осуществляться различные разработки дополнительных функций для работы с мышью.Приложение 1Листинг модуля “mouse.h”#include <stdio.h>#include <conio.h>#include <stdlib.h>#include <iostream.h>#include <graphics.h>const MB_NONE = 0, MB_LEFT = 1, MB_RIGHT = 2, MB_LAR = 3, MB_MIDDLE= 4;struct tPoint{ int x; int y;};struct tMouseState{ tPoint loc; int but;};extern "C" void ResetMouse();extern "C" void ShowMouse();extern "C" void HideMouse();extern "C" struct tMouseState GetMouseState( void);extern "C" void MoveMouseCursor( int x, int y);extern "C" void SetMouseVert( int max, int min);extern "C" void SetMouseHorz( int max, int min);void ResetMouse(){ asm{ xor ax, ax int 33h }}void ShowMouse(){ asm{ mov ax, 1 int 33h }}void HideMouse(){ asm{ mov ax, 2 int 33h }}struct tMouseState GetMouseState( void){ struct REGPACK reg; struct tMouseState state; reg.r_ax=3; intr(0x33, &reg); state.loc.x=reg.r_cx; state.loc.y=reg.r_dx; state.but=reg.r_bx; return(state);}void MoveMouseCursor( int x, int y){ asm{ mov ax, 4 mov cx, x mov dx, y int 33h }}void SetMouseVert( int max, int min){ asm{ mov ax, 8 mov cx, min mov dx, max int 33h }}void SetMouseHorz( int max, int min){ asm{ mov ax, 7 mov cx, min mov dx, max int 33h }}Список используемой литературы1. Галерея «ПЕТРОПОЛЬ». Неформальное введение в C++ и TURBO VISION. 1992г.2. М.И. Болски. Язык программирования Си. 1988г.3. Юров В.И. Assembler. Учебник для вузов. 2-е издание. - СПб.: Питер, 2004г.