Курсовая работа: C++: Стандартные библиотечные функции работы с графикой

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

Введение

1. Анализ графического модуля “graphics.h”

1.1 Анализ функции модуля

1.2 Анализ констант, типов и глобальных переменных модуля

2. Реализация пользовательской библиотеки “mouse.h”

Заключение

Приложение 1

Список используемой литературы

Введение

Тема 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, LinuxMandrake/RedHat/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 модуля

initgraph( &grdriver, &grmode, “path”); – функция инициализации графического режима, где &grdriver, &grmode, “path” – параметры загружаемого режима;

grdriverи 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, inthuge( *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( intx, inty, intstangle, intendangle, intradius); – Функция рисует дугу, по заданным координатам x,y, начальным и конечным углом stangle, endangle и заданным радиусом radius.

bar( intleft, inttop, intright, intbottom); – Функция рисует прямоугольник начиная от левого верхнего угла с координатами left, top до правого нижнего угла с координатами right, bottom.

bar3d( intleft, inttop, intright, intbottom, intdepth); – Функция рисует “трёхмерный прямоугольник” или, так сказать, подобие параллелепипеда, начиная от верхнего левого угла, до правого нижнего угла и с указанием глубины depth.

circle( intx, inty, intradius); – 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( intnumpoints, int *polypoints); – Функция рисует полигон с количеством вершин numpoints и координатами вершин *polypoints. *polypoints является одномерным массивом.

ellipse( intx, inty, intstangle, intendangle, intxradius, intyradius); – 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( intnumpoints, int *polypoints); – Функция рисует и закрашивает заданным цветом полигон.

fillelipse( intx, inty, intxradius, intyradius); – Функция рисует закрашенный эллипс.

floodfill( intx, inty, intborder); – 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 structarccoordstypearcinfo.

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 structpalettetypefar *<имя_переменной>=(void *) 0;.

getfillpattern( charfar *pattern); – Копирует определённый пользователем заполненный образец в память.

getfillsetting( &fillinfo); – Получает информацию о текущих настройках стиля и цвета, где параметр &fillinfo объявлен как structfillsettingstypefillinfo.

getimage( intleft, inttop, intright, intbottom, voidfar *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 linesettingstypelineinfo.

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( intmode_number); – Возвращает значение типа integer, которое соответствует указанному графическому режиму.

getpalette( &palette); – Получает информацию о текущей палитре, где параметр &palette объявлен как structpalettetypepalette.

getpalettesize(); – Функция возвращает значение типа integer, соответствующее количеству цветов палитры для текущего графического режима.

getpixel( intx, inty); – 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 structtextsettingstypetextinfo.

getviewsettings( &viewinfo); – Получает информацию о текущей области просмотра, где параметр &viewinfo определяется как structviewporttypeviewinfo.

getx(); – Функция типа integer возвращает текущую позицию указателя по оси x.

gety(); – Функция типа integer возвращает текущую позицию указателя по оси y.

grapherrormsg( interrorcode); – Возвращает код ошибки в виде переменной errorcode типа intger.

imagesize( intleft, inttop, intright, intbottom); – Определяет размер области памяти, необходимый для сохранения двоичного образа.

installuserfont( charfar *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( intx0, inty0, intx1, inty1); – Функция рисует линию от точки с координатами x0, y0 до точки с координатами x1, y1. Не обновляет текущую позицию.

linerel( intdx, intdy); – Функция рисует линию от текущей позиции до точки, находящейся на относительном расстоянии от текущей позиции, затем передвигает текущую позицию.

lineto( intx, inty); – Рисует линию от текущей позиции до точки с координатами ( x, y), затем переносит текущую позицию в ( x, y).

moverel( intdx, intdy); – Перемещает текущую позицию на относительное растояние.

moveto( intx, inty); – Перемещает текущую позицию в точку с координатами ( x, y).

outtext( charfar *textstring); – Выводит строку в графическом режиме. Строка должна заключатся в “”.

outtextxy( intx, inty, charfar *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); – Рисуетизакрашиваетзамкнутыйсекторкруга.

putimage( int left, int top, void far *bitmap, int op); – Выводитбитовыйобразнаэкран.

putpixel( int x, int y, int color); – Рисуетточкускоординатами( x, y)ицветомcolor.

rectangle( int left, int top, int right, int bottom); – Рисуетпрямоугольникотточкискоординатами(left, top)доточкискоординатами( right, bottom).

Registerfarbgidriver(voidfar *driver); – Данная функция используется для регистрации удалённых графических драйверов.

Registerfarbgifont (voidfar *font); – Данная функция используется для регистрации удалённых шрифтов.

sector (intx, inty, intstangle, intendangle, intxradius, intyradius); – Функция рисует сектор круга установленным цветом, затем заполняет его используя образец и цвет, установленные функциями setfillstyle или setfillpattern.

setactivepage( intpage); – Устанавливает активную страницу для графического вывода.

setallpalette( &palette); – Устанавливает полную палитру цветов для данного режима, где переменная &palette определена как structpalettetypepalette.

setaspectratio( intxasp, intyasp); – Заменяет заданный по умолчанию аспект сжатия графической системы.

setbkcolor( intcolor); – Устанавливает цвет фона по его номеру заданному переменной color.

setcolor( intcolor); – Устанавливает цвет по его номеру заданному переменной color.

setfillpattern( charfar *upattern, intcolor); – Выбирает определённый пользователем образец заливки.

setfillstyle( intpattern, intcolor); – Функция устанавливает образец и цвет заливки.

setgraphmode( intmode); – Устанавливает систему в графический режим, определённый параметром mode. Сбрасывает все настройки в положение “по умолчанию”. Очищает экран.

setlinestyle( intlinestyle, unsignedupattern, intthickness); – Устанавливает стиль рисуемых линий для функций рисования line, lineto, rectangle, drawpoly, etc.

setpalette( intcolornum, intcolor); – Устанавливает палитру от цвета colornum до цвета color.

setrgbpalette( intcolornum, intred, intgreen, intblue); – Данная функция может использоваться с IBM 8514 и VGA драйверами.

settextjustify( inthoriz, intvert); – Устанавливает выравнивание текста для графического режима. По умолчанию стоит выравнивание по верхнему левому углу.

settextstyle( intfont, intdirection, intcharsize); – Устанавливает характеристики текста: стиль, положение( горизонтальное или вертикальное), размер шрифта.

setusercharsize( intmultx, intdivx, intmulty, intdivy); – Устанавливает определённый пользователем “коэффициент сжатия” шрифта. По умолчанию ширина шрифта определена как multx:divx, высота как multy:divy.

setviewport( intleft, inttop, intright, intbottom, intclip); – Устанавливает новую область просмотра для графического вывода. Параметр clip определяет отсечены или нет все рисунки текущей области просмотра.

setvisualpage( intpage); – Устанавливает страницу с номером page визуальной графической страницей.

setwritemode( intmode); – 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( charfar *textstring); – Функция возвращает высоту строки в количестве точек.

textwidth( charfar *textstring); – Функция возвращает ширину строки в количестве точек.

1.2 Анализ констант, типов и глобальных переменных модуля

arccoordstype – 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 getfillsettingsи 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 плате

Данные 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;

intthickness;

}

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.

structpointtype

{

intx;

inty;

}

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.

textdirections – 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( intx, inty) перемещает курсор на заданную позицию.

Функция SetMouseVert( intmax, intmin) 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( intmax, intmin) 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.

Заключение

В 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 1

Листинг 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 литературы

1. Галерея «ПЕТРОПОЛЬ». Неформальное введение в C++ и TURBOVISION. 1992г.

2. М.И. Болски. Язык программирования Си. 1988г.

3. Юров В.И. Assembler. Учебник для вузов. 2-е издание. – СПб.: Питер, 2004г.