Основные  компоненты системы средств обучения на факультативных курсах:

• Программно-методическое обеспечение факультативного курса, включающее как программные средства для поддержки преподавания, так и инструментальные программные средства, обеспечивающие учителю возможность управления учебным процессом, автоматизацию контроля учебной деятельности, разработке программных средств (или их фрагментов) учебного назначения для конкретных педагогических целей;
• Объектно-ориентированные программные системы, обеспечивающие формирование культуры учебной деятельности, в основе которых лежит определенная модель объектного мира пользователя;
• Учебное, демонстрационное оборудование;
• Средства телекоммуникации, обеспечивающие доступность информации для обучаемых, вовлеченность их в учебное взаимодействие, богатое интеллектуальными возможностями и разнообразием видов использования ресурсов Всемирной информационной сети.

Глава 2.Факультативный курс «Программирование графики» для старшей школы

2.1. Теоретические основы  программирования  графики

    Несомненно, перед тем как разработать  факультативный курс необходимо четко  представлять, о чем можно и  нужно рассказать детям. В основу любого курса должен быть заложен хорошо проработанный теоретический материал. В данном разделе будет предложен теоретический материал, на который будет в дальнейшем опираться факультативный курс «Программирование графики».

Графика в Pascal

    Экран дисплея ПК представляет собой прямоугольное поле, состоящее из большого количества точек. Дисплей может работать в текстовом и графическом режимах. Но в отличие от текстового режима в графическом режиме имеется возможность изменять цвет каждой точки.

    Чтобы сделать процесс графического программирования более эффективным, фирма Borland International разработала специализированную библиотеку Graph (в этом библиотечном модуле содержится 79 графических процедур, функций, различных стандартных констант и типов данных), набор драйверов, позволяющих работать с разными типами мониторов, и набор шрифтов для вывода на графический экран текстов разной величины и формы. Аппаратная поддержка графики ПК обеспечивается двумя основными модулями: видеомонитором и видеоадаптером. Какой бы адаптер ни был установлен на компьютере, мы можем использовать один и тот же набор графических процедур и функций Turbo Pascal благодаря тому, что их конечная настройка на конкретный адаптер осуществляется автоматически. Эту настройку выполняют графические драйверы.

    Запуск  и завершение работы в графической  системе осуществляется следующим  образом:

1. Подключить  модуль Graph (библиотеку графических  процедур): uses Graph;

2. Установить  графический режим: - описываем переменные, которые определяют графический  драйвер и монитор: var gd, gm: integer; - задаем команду ПК для самовыбора значений переменных: gd := Detect; (detect - драйвер сам определяет лучший режим) - инициализируем графический режим: InitGraph(gd, gm, ’указывается путь к драйверу (пусть будет пустым)’) С этого момента все графические средства доступны пользователю.

3. Завершить  работу в графической системе: CloseGraph;

    Совет: Возникает очень много вопросов вроде "я всё делаю, как написано, а почему оно не работает?". Так вот перед использованием графического режима, перепишите файлы bgi в папку, куда у вас компилируется программа, и проверьте, не стоит ли на файле bgi атрибут Read Only (толко чтение) и если стоит, то уберите его.

Экран и окно в графическом  режиме

    По  аналогии с текстовыми режимами графический  экран может рассматриваться  как одно большое или несколько  меньших по размеру окон. После  установки окна вся остальная  площадь экрана как бы не существует, и весь ввод-вывод осуществляется только через окно. В каждый отдельный момент может быть активным только одно окно. Если окон несколько, за переключение ввода-вывода в нужное окно отвечает программист. По умолчанию окно занимает весь экран, значения координат его левого верхнего и правого нижнего угла устанавливаются автоматически процедурой инициализации InitGraph. Если требуется создать окно, следует воспользоваться процедурой SetViewPort (x₁, y₁, x₂, y₂ integer, Clip:boolean) ; где x₁, y₁ – координаты левого верхнего угла, x₂, y₂. Координаты левого верхнего угла окна. Параметр Clip определяет, будет ли рисунок отсекаться при выходе за границы окна( Clip:= True) или нет (Clip:=False). После создания окна за точку отсчета принимается верхний левый угол окна, имеющий координаты (0,0).

    Необходимо  помнить, что в отличие от текстовых окон графические окна после команды установки фона SetBkColor и очистки с помощью ClearViewPort меняют фон вместе с общим фоном экрана. Поэтому фон (точнее «закраску») графического окна следует устанавливать с помощью процедур SetFillStyle и SetFillPattern.

Вывод простейших фигур

    Вывод точки

    Какие бы изображения не выводились на экран, все они построены из точек, теоретически можно создать любое изображение  путем построения точек определенного цвета в нужном месте экрана. В библиотеке Graph вывод точки осуществляется процедурой PutPixel (x, y: integer, color:word);где x, y: координаты расположения точки, color – цвет.

    Возможные значения Color приведены в таблице 1

 

    Вывод линии

    Из  точек строятся линии (отрезки прямых). Это можно сделать с помощью  процедуры Line (x₁, y₁ , x₂,y₂ :integer); где x₁, y₁ – координаты начала, x₂,y₂- координаты конца линии.

В процедуре  Line нет параметра для установки цвета. В этом случае цвет задается процедурой SetColor (цвет: word); где цвет из таблицы 1.

    Для черчения линий применяются еще  две процедуры: LineTo и LineRel. Процедура LineTo (x,y: integer) строит линию из точки текущего положения указателя в точку с координатами x,y. Процедура LineRel (dx,dy: integer) проводит линию от точки текущего расположения указателя (x, y) в точку x+dx, y+dy.

    Turbo Pascal позволяет вычерчивать линии самого различного стиля: тонкие, широкие, штриховые, пунктирные и т.д. Установка стиля производится процедурой SetLineStyle(a,b,c: word), где a устанавливает тип строки, возможные значения которого приведены в таблице 2; b – образец, с – толщина линии, определяемая константами, указанными в таблице 3. Если применяется один из стандартных стилей, то значение b равно 0. Если пользователь хочет активизировать собственный стиль, то значение b =4. В этом случае пользователь сам указывает примитив (образец), из которого строится линия.

Таблица 2

Таблица 3

 

Построение  многоугольников

    Построение  прямоугольников

    Для построения прямоугольных фигур  имеется несколько процедур. Первая из них – вычерчивание одномерного  прямоугольника: Rectangle (x₁, y₁ , x₂, y₂:integer ),  где x₁, y₁ – координаты левого верхнего угла, x₂, y₂- координаты правого нижнего угла прямоугольника. Область внутри прямоугольника не закрашена и совпадает по цвету с фоном.

    Более эффектные для восприятия прямоугольники можно строить с помощью процедуры Bar (x₁, y₁ , x₂,  y₂:integer), которая рисует закрашенный прямоугольник. Цвет закраски устанавливается с помощью SetFillStyle. Еще одна эффектная процедура: Bar3D (x₁, y₁ , x₂,y₂, d: integer, a:boolean) вычерчивает трехмерный закрашенный прямоугольник (параллелепипед). При этом используются тип и цвет закраски, установленные с помощью SetFillStyle. Параметр d представляет собой число пикселей, задающих глубину трехмерного контура. Чаще всего его значение равно четверти ширины прямоугольника ( d:= (x₂ - x₁) div 4 ). Параметр a определяет, строить над прямоугольником вершину (а:=True) или нет (a:=False).

    Построение  многоугольников

    Многоугольники  можно рисовать самыми различными способами, например с помощью процедуры  Line. Однако в Турбо Паскале имеется процедура DrawPoly, которая позволяет строить любые многоугольники линией текущего цвета, стиля и толщины. Она имеет формат DrawPoly( a: word, var PolyPoints).

    Параметр PolyPoints является нетипизированным параметром, который содержит координаты каждого  пересечения в многоугольнике. Параметр а задает число координат в PolyPoints. Необходимо помнить, что для вычерчивания замкнутой фигуры с N вершинами нужно передать при обращении к процедуре DrawPoly N+1 координату, где координата вершины с номером N будет равна координате вершины с номером 1.

    В результате работы программы на экране появится красный треугольник на черном фоне. Изменить фон внутри треугольника можно с помощью процедуры  FillPoly(a: word, var PolyPoints). Значения параметров те же, что и в процедуре DrawPоly. Действие тоже аналогично, но фон внутри многоугольника закрашивается.

Построение  дуг и окружностей

    Процедура вычерчивания окружности текущим цветом имеет следующий формат: Cicrle(x, y, r: word), где x, y – координаты центра окружности, r – ее радиус.

    Дуги  можно вычертить с помощью  процедуры Arc(x, y: integer, а, b, R:integer), где x, y- центр окружности, a, b- начальный и конечный углы в градусах, R – радиус. Для задания углов используется полярная система координат.

    Цвет  для вычерчивания устанавливается процедурой SetColor. В случае a=0 и b=360, вычерчивается полная окружность.

    Для построения эллиптических дуг предназначена  процедура Ellipse (x, y: integer, a, b, R_x, R_y: integer),  где x, y – центр эллипса, R_x, R_y: горизонтальная и вертикальная оси. В случае a=0 и b=360 вычерчивается полный эллипс.