Разработка алгоритма и программы комплексной графики с динамическим объектом

Таким образом, каждый цвет имеет четыре градации яркости: 0, 1/3, 2/3, 1, что позволяет кодировать 4³=64 варианта цвета. На экране в этом режиме одновременно может присутствовать не более 16 цветов, так как имеется всего 16 регистров палитры.

Примечание. То, что цвет точки определяется кодом, записанным в регистре палитры, позволяет получать интересный эффект: если во время работы программы изменить цвет в одном из регистров палитры, то все точки, связанные с этим регистром палитры, изменят цвет.

Так можно реализовывать  исчезновение и появление некоторого монохромного изображения.

 

 

4. «1 точка - 8 бит» - режим, использующий палитру на 256 цветов. В этом режиме используется та же идея записи кода цвета не в видеобуфер, а в регистры палитры, что и в предыдущем режиме, но используется 256 регистров палитры, в которых под запись цвета используется 18 бит. Из этих 18 бит под кодирование яркости каждого цвета используется 6 бит, обеспечивая 64 градации яркости каждого цвета. В этом режиме максимальная яркость красного цвета будет кодироваться так:

 

Таким образом, на экране можно одновременно видеть 256 цветов из 64³=262144 возможных.

В настоящее время  в основном используются режимы, в которых цвет кодируется еще большим количеством бит. К сожалению, работа в этих режимах и даже в режиме 256 цветов не обеспечивается стандартными средствами Borland Pascal 7.0.

Количество точек на экране, набор возможных цветов и  количество страниц изображения, которые могут одновременно храниться в памяти, зависят от используемых технических средств (типа монитора и блока управления монитором - адаптера) и режимов их работы. Для каждого типа оборудования, существовавшего на момент разработки среды программирования, среда программирования Borland Pascal 7.0 включает свою программу управления дисплеем - драйвер, которая обеспечивает работу в нескольких доступных режимах, различающихся количеством точек на экране и количеством страниц, информация о которых может храниться в видеобуфере.

Последнее время из имеющихся  драйверов практически используется только драйвер VGA, который обеспечивает несколько различных режимов работы. Этот драйвер находится в файле EGAVGA.BGI и ему в модуле Graph соответствует поименованная константа VGA = 9. Режимы работы этого драйвера и соответствующие константы Borland Pascal приведены в табл. 8.3.

Набор программных ресурсов, используемых для управления экраном  в графическом режиме, содержится в модуле Graph.

Таблица 8.3

Процедуры и  функции переключения режимов управления экраном.

Модуль Graph содержит средства, обеспечивающие различные варианты переключения текстового и графического режимов.

1. Процедура InitGraph(Var driver, mode:integer; path:string) – переключает экран в графический режим. При вызове процедуры следует объявить специальные переменные, куда занести константу драйвера и константу режима, и указать эти переменные в качестве параметров процедуры. Существует возможность запросить автоматическое определение драйвера и режима: для этого необходимо вместо константы драйвера в переменную, используемую в качестве параметра, записать константу detect=0.

Параметр path должен описывать  путь, определяющий местоположение файла, который содержит требуемый драйвер (обычно все драйверы находятся в подкаталоге BGI основного каталога среды Borland Pascal). Если драйвер находится в текущем каталоге, то в качестве параметра передается пустая строка - ".

2. Функция GraphResult:integer - возвращает номер ошибки, обнаруженной при инициализации графического режима.

3. Функция GraphErrorMSG(ErrNum:integer):string - позволяет по номеру ошибки определить ее причину.

Полностью инициализация  графического режима может быть выполнена  следующим образом:

Var driver,mode,error: integer;

Begin

driver:=detect; {или driver:=0;}

InitGraph (driver,mode,'d: \BP \BGI');

error:=GraphResult;

if error<>0 then {если обнаружены ошибки}

begin

WriteLn('Ошибка  инициализации графического режима',  GraphErrorMSG(error));

Hah(1); {аварийное завершение программы}

end;

{работа в графическом  режиме}...

 

4. Процедура CloseGraph - завершает работу в графическом режиме: выгружает драйвер и восстанавливает текстовый режим. Если завершить программу, не выходя из графического режима, то нормальная работа MS DOS нарушается, так как MS DOS функционирует в текстовом режиме.

Примечание. Если программа выполняется в среде программирования Borland Pascal, то среда сама восстановит текстовый режим после завершения работы программы.

5. Процедура RestoreCrtMode - осуществляет временный возврат в текстовый режим с сохранением графического изображения в видеобуфере.

6. Процедура SetGraphMode(mode:integer) - осуществляет возврат в графический режим после временного выхода, осуществленного процедурой RestoreCrtMode.

7. Функция GetGraphMode:integer - возвращает номер активного графического режима.

Таким образом, временный  выход в текстовый режим обычно оформляется следующим образом:

RestoreCrtMode; {переход в текстовый режим}

... {выполнение обработки в текстовом  режиме}

SetGraphMode(GetGraphMode); {возврат в графический режим}

 

Процедуры и функции  управления цветом. Модуль Graph содержит специальные процедуры и функции управления цветом изображения.

1. Процедура GetPalette(Var Palette:PaletteTyре) - возвращает размер и цвета текущей палитры. Палитра при этом считывается в специальную переменную типа PaletteType, также определенного в модуле Graph:

Туре

PaletteType=record

size:byte; {размер палитры}

Colors:array[0..MaxColors] of shortint; {цвета палитры}

end;

Цвета палитры кодируются десятичными числами от 0 до 63.

2. Процедура SetAllPalette(Palette:PaletteType) - осуществляет установку палитры. Новая палитра при этом записывается в переменную типа PaletteType, а цвета можно кодировать десятичными числами или использовать для их определения специальные константы:

EGABlack=0; {черный} EGADarkGrey=56; {темно-серый}

EGABlue=1; {синий}  EGALightBlue=57; {светло-синий}

EGAGreen=2; {зеленый} EGALightGreen=58; {светло-зеленый}

EGACyan=3; {голубой} EGALightCyan=59; {светло-голубой}

EGARed=4; {красный} EGALightRed=60; {розовый}

EGAMagenta=5; {фиолетовый} EGALightMagenta=61; {сиреневый}

EGABrown=20; {коричневый} EGAYellow=62; {желтый}

EGALiglitGrey=7; {светло-серый} EGAWhite=63; {белый}

3. Процедура SetPalette(ColorNum,Color:word) - заменяет цвет в регистре палитры с номером ColorNum на цвет Color.

4. Процедура SetBkColor(Color:word) - устанавливает новый цвет фона.

При инициализации графического режима видеобуфер очищается (обнуляется).

При этом все точки оказываются  связаны с 0 регистром палитры, который и считается регистром, хранящим цвет фона. Процедура SetBkCoIor записывает в 0 регистр палитры цвет, указанный в параметре Color. Результат вызова этой процедуры аналогичен результату вызова процедуры SetPalette(0,Color).

5. Процедура SetColor(ColorNum:word) - объявляет цвет в регистре с номером ColorNum текущим цветом рисования.

6. Процедура GetDefaultPalette(var Palette:PaletteType) – возвращает стандартную палитру.

В качестве примера рассмотрим фрагмент программы, осуществляющий установку цвета фона и цвета рисования, а также чтение текущей палитры и вывод значений, содержащихся в регистрах палитры:

SetPalette(5,18); {записываем в 5-й регистр палитры цвет 010010 - ярко- зеленый}

SetColor(5); {текущий цвет рисования - цвет 5-го регистра палитры}

SetBkColor(5); {записываем в 0-й регистр палитры цвет фона 000101 -  фиолетовый: фон сразу меняет цвет}

GetPalette(p); {читаем палитру в переменную р типа PaletteType}

for i:=0 to p.size do Write(p.colors[i]:5); {выводим цвета палитры на экран}

…

 

Процедуры и функции управления типом, толщиной линии и видом штриховки. Модуль Graph содержит средства, позволяющие управлять типом и толщиной линии, а также образцом закраски замкнутых контуров.

1. Процедура SetLineStyle(style, pattern, thickness: word) – устанавливает стиль style или образец pattern линии и ее толщину thickness.

Для установки стиля  используют следующие константы:

SolidLn=0; {сплошная}

DottedLn=l; {точечная}

CenterLn=2; {штрихпунктирная}

DashedLn=3; {пунктирная}

UserBitLn=4; {определенная программистом в образце}

 

Если указаны стили 0..3, то образец  игнорируется. Если установлен стиль 4, то вид линии определяется образцом.

Образец линии - 16 или 48 бит, заданных шестнадцатеричным числом, единицы и нули кодируют точки и пропуски, например: комбинация 1010 1010 1010 1010, которая соответствует шестнадцатеричному числу $АААА, означает линию из частых точек. Образцы из 48 бит используют для определения вида линии тройной толщины.

Толщину линии можно установить одинарной и тройной, соответствующие константы выглядят следующим образом:

NormWidth=l; {нормальная толщина линии}

ThickWidth=3; {тройная толщина линии }

 

Например:

SetLineStyle(UserBitLn,$AAAA,NormWidth); {устанавливает текущий

стиль линии: частые точки, линия одинарной  толщины}

 

2. Процедура SetFillStyle(fillstyle, color: word) - устанавливает образец fillstyle и цвет color штриховки замкнутых контуров. Для определения образцов штриховки можно использовать следующие константы:

3. Процедура SetFillPattern (FillPattern:FillPatternType; color:word) – устанавливает пользовательский образец fillPatern и цвет color штриховки. Образец штриховки задают с помощью переменной специального типа:

Туре FillPatternType = array [1..8] of byte;...

Переменная этого типа определяет квадрат 8x8 точек, где биту, установленному в 1, соответствует точка заданного цвета, а биту, установленному в 0 - точка цвета фона.

Например:

Const Р1:FillPatternType = ($АА, $55, $АА, $55, $АА, $55, $АА, $55);

Р1 определяет квадрат 8x8 точек следующего вида:

10101010

01010101

10101010

01010101

10101010

01010101

10101010

01010101

На экране при штриховке  данным стилем мы будем видеть частые ромбы.

4. Процедура FloodFill(x, у, color: word) - закрашивает текущим образцом и цветом закраски, установленными процедурой SetFillStyle, область, ограниченную контуром цвета color, внутри которой находится точка с координатами (х,у). Если контур не замкнут, то будет закрашен весь экран.

 

Процедуры и функции  рисования. Модуль Graph предоставляет программисту большой набор процедур и функций, рисующих различные примитивы (простейшие фигуры, размеры и местоположение которых определяются параметрами).

1. Процедура PutPixel(x,у,color:word) - рисует точку цветом, определенным в регистре палитры с номером color, в точке экрана с координатами (x, у).

2. Функция GetPixel(x,y:word):word - возвращает номер регистра палитры, определяющего цвет точки с указанными координатами.

3. Функция MoveTo(x,y:word):word - задает положение текущей точки - точки, используемой в качестве исходной при рисовании линий или выводе текста.

4. Процедура MoveRel(dx,dy:word) - задает положение текущей точки относительно ее предыдущего положения.

5. Функции GetX:word и GetY:word - возвращают соответственно координаты x и у текущей точки.

6. Функции GetMaxX:word и GetMaxY:word - возвращают соответственно максимальные размеры экрана в точках для текущего режима.

7. Процедура Line(x1,y1,x2,y2:word) - рисует линию из точки (х1,у1) в точку (х2,у2).

8. Процедура LineTo(x,y:word) - рисует линию из текущей точки в точку (х,у).

9. Процедура LineRel(dx,dy:word) - рисует линию из текущей точки в точку, отстоящую от текущей на dx,dy.

10. Процедура Rectangle(x1,y1,x2,y2:word) - рисует прямоугольник по координатам левого верхнего и правого нижнего углов.

11. Процедура Bar(x1,y1,x2,y2:word) - рисует заштрихованный прямоугольник с заданными координатами текущим цветом и закрашивает его текущим образцом закраски.

12. Процедура Bar3D(xl,yl,x2,y2,depth:word; top: boolean) - рисует параллелепипед, у которого: размер передней грани определяется координатами х1, у1, х2, у2; глубина depth обычно задается равной 25% ширины, а параметр top определяет, рисовать ли верхнюю грань (да, если true, и нет, если false). Верхнюю грань не рисуют, если необходимо изобразить несколько параллелепипедов, стоящих друг на друге. Передняя грань закрашивается текущим образцом и цветом закраски.

13. Процедура DrawPoly(numPoints:word; var PolyPoints) - рисует ломаную линию. Первый параметр определяет количество вершин ломаной, а второй - координаты этих вершин в массиве элементов специального типа PointType:

Type PointType = record

x,y:word;

end;...

Например:

Var MP:array[5] of PointType; {объявление массива координат точек}