Разработка факультативного курса «Программирование графики» для старших классов

    Фон внутри эллипса совпадает с фоном  экрана. Чтобы создать закрашенный  эллипс, используется специальная процедура  FillEllipse (x, y: integer, R_x, R_y: integer). Закраска эллипса осуществляется с помощью процедуры SetFillStyle (a, b: word), где а – стиль закраски (таблица 4), b – цвет закраски (таблица 1)

Таблица 4

    Для построения секторов можно использовать следующие процедуры: PieSlice (x, y: integer, a, b, R: word), которая рисует и заполняет сектор круга. Координаты x, y – центр окружности, сектор рисуется от начального угла a до конечного угла b, а закрашивание происходит при использовании специальных процедур; Sector (x, y: integer, a, b, R_x, R_y: word), которая создает и заполняет сектор в эллипсе. Координаты x, y – центр, R_x, R_y – горизонтальный и вертикальный радиусы, и сектор вычерчивается от начального угла a до конечного угла b.

Работа  с текстом

    Выводимые на экран изображения лучше всего  сопровождать пояснительным текстом. В графическом режиме для этого  используются процедуры OutText и OutTextXY. Процедура OutText(Textst: string) выводит строку текста, начиная с текущего положения указателя. Недостаток этой процедуры – нельзя указать произвольную точку начала вывода. В этом случае удобнее пользоваться процедурой OutTextXY(x, y: integer, Textst: string), где x, y – координаты точки начала вывода текста, Textst – константа или переменная типа String. Например, OutTextXY(60, 100, ‘Нажмите любую клавишу’).

    Вывод численных значений

    В модуле Graph нет процедур, предназначенных для вывода численных данных. Поэтому для вывода чисел сначала нужно преобразовать их в строку с помощью процедуры Str, а затем подключить посредством ‘+’ к выводимой строке. Для удобства преобразование целочисленных и вещественных типов данных в строку лучше осуществлять специализированными пользовательскими функциями IntSt и RealSt:

    function IntSt(Int: integer) : string;

    var Buf : string[10];

    begin

    Str(Int, Buf);

    IntSt := Buf;

    end;

    function RealSt(R : real, Dig, Dec : integer) : string;

    var Buf: string[20];

    begin

    Str(R : Dig : Dec, Buf);

    RealSt := Buf;

    end;

   Эти функции указываются как параметры  в процедурах OutText и OutTextXY.

    Шрифты

    Вывод текста в графическом режиме может  осуществляться различными стандартными (таблица 5) и пользовательскими шрифтами. Различают два типа шрифтов: растровые и векторные. Растровый шрифт задается матрицей точек, а векторный – рядом векторов, составляющих символ.

    По  умолчанию после инициализации  графического режима устанавливается  растровый шрифт DefaultFont, который, как правило, является шрифтом, используемым драйвером клавиатуры.

    Таблица 5

    Большинство стандартных шрифтом не содержат русских символов. Разработка же собственных шрифтов – довольно сложный и трудоемкий процесс. Он может быть ускорен, если воспользоваться специализированными пакетами TurboFont, BgiToolKit.

    Установить  нужный шрифт можно процедурой SetTextStyle(Font,d,c:word), где Font – выбранный шрифт, d – направление ( горизонтальное или вертикальное), с – размер выводимых символов. Возможные значения двух первых параметров представлены в таблице 5. При организации вертикального вывода необходимо учитывать, что если не установить точку начала вывода с помощью MoveTo, то текст начинается с нижней строки экрана и продолжается вверх. Величина символов устанавливается коэффициентом с. Если с=1, то символ строится в матрице 8x8, если с= 2, то матрица 16x16 и т.д. до 10-кратного увеличения.

    Выравнивание  текста

    В некоторых случаях требуется в пределах одной строки  выводить символы выше или ниже друг друга. Выравнивание текста выполняется с помощью процедуры SetTextJustify(Horiz, Vert : word) как по вертикали, так и по горизонтали посредством задания параметров Horiz и Vert (возможные значения в таблице 6).

    Таблица 6

 

Построение  графиков функций

    Для построения графиков функций при  помощи графического режима предполагается свободное владение учениками понятием функции, ее графическим и аналитическим представлением. Необходимо также использовать операторы цикла, которые помогут избежать однообразного труда по вычислению ординаты каждой точки.

    До  сих пор при создании рисунков использовали только первый квадрант системы координат. Для построения большинства функций в требуемом интервале изменения необходимо работать хотя бы в двух квадрантах. В общем случае полезно изображать систему координат в любой части плоскости, но наиболее наглядно располагать ее в центре экрана. В таких случаях, установив начало координат в точке (x₀, y₀) на экране, можно координаты (x, y) произвольной точки кривой определять разностью (x-x₀, y-y₀). После этого в программе можно употреблять не только положительные, но и отрицательные значения. Рисунок получается маленьким, поэтому требуется увеличить масштаб изображения. Если для функции будет использован весь экран, надо увеличить рисунок по x и по y в зависимости от выбранного экрана.

    Выбрать масштаб увеличения можно следующим  образом:

    - определить горизонтальный и вертикальный размеры графика (для этого вводятся границы области значений и определяются максимальное и минимальное значение функции на заданной области определения, затем вычисляются разности максимального и минимального значений аргументов и функции, которые и являются горизонтальным и вертикальным размерами графика соответственно);

-определить  масштаб( сначала определяются масштабы изображения по горизонтали и вертикали с учетом размеров выбранного экрана по формуле: масштаб(г/в) = размер экрана (по г/в) / размер графика (по г/в), затем из них выбирается меньший, который и принимается за необходимый масштаб. В нашем случае графический экран имеет размеры 640 на 480).В любом случае, чтобы высветить на экране точку, надо взять x, вычислить по данной абсциссе y и выполнить рисование точки. Так как на экране можно получить лишь ограниченное количество значений х, то их перебираем с помощью цикла.

Построение  случайных процессов

    Для того, чтобы картинки не были монотонными  и регулярными, можно задавать фигурам  случайные размеры, цвет, координаты. Для этого имеется специальная функция Random: Она генерирует случайные числа из [0, 1). Для расширения первоначального промежутка используется функция Random(I: word), которая выдает число из диапазона 0… I. На самом деле эти функции генерируют некоторую последовательность псевдослучайных чисел, и чтобы добиться иллюзии полной «случайности» используют команду Randomize, которая изменяет базу датчика случайных чисел.

Создание  иллюзии движения

    Создать видимость движения изображения  на экране можно несколькими способами. Рассмотрим два из них.

    I способ. Имитация движения объекта на экране за счет многократного выполнения программой набора действий: нарисовать – пауза – стереть (нарисовать в том же месте цветом фона) – изменить координаты положения рисунка.

    Перед началом составления программы  надо продумать описание «двигающегося» объекта, характер изменения координат, определяющих текущее положение  объекта, диапазон изменения и шаг.

    II способ. Иллюзия движения создается при помощи специальных процедур и функций.

    Функция ImageSize(x1, y1, x2, y2: integer):word возвращает размер памяти в байтах, необходимый для размещения прямоугольного фрагмента изображения, где x1,y1 – координаты левого верхнего и x2, y2 – правого нижнего углов фрагмента изображения.

    Процедура GetImage(x1, y1, x2, y2:integer, var Buf) помещает в память копию прямоугольного фрагмента изображения, где x1, ..,y2 – координаты углов фрагмента изображения, Buf – специальная переменная, куда будет помещена копия видеопамяти с фрагментом изображения. Buf должна быть не меньше значения, возвращаемого функцией ImageSize с теми же координатами.

    Процедура PutImage(x1, y1, x2, y2:integer, var Buf, Mode:word) выводит в заданное место экрана копию фрагмента изображения, ранее помещенную в память процедурой GetImage. X, Y – координаты левого верхнего угла того места на экране, куда будет скопирован фрагмент изображения; Buf –специальная переменная, откуда берется изображение, Mode – способ копирования. Координаты правого нижнего угла не указываются, так как они полностью определяются размерами выводимой на экран копии изображения. Координаты левого верхнего угла могут быть любыми, лишь бы только копия уместилась в пределах экрана (если копия не размещается на экране, то она не выводится , и экран остается без изменений). Параметр Mode определяет способ взаимодействия размещаемой с уже имеющимся на экране изображением.

    Таблица 7