Программа 32. Российский флаг

Программа изображает на экране Российский флаг. Изображение флага создает функция RussFlag путем образования трех текстовых окон, у которых цвета фона устанавливаются в соответствии с цветами флага.

По умолчанию на экране используется черный (BLACK) цвет для фона и светло-серый (LIGHTGRAY) цвет для символов. Функция RussFlag изменяет цветовые установки, поэтому они восстанавливаются в функции NormScreen.

// Файл RussFlag.cpp

// Программа изображает на экране флаг России

#include <conio.h>

#include <iostream.h>

#include <stdlib.h>

double HW = 14.0/9.0;// Отношение высоты к ширине одного знакоместа

// RussFlag: изображает флаг России

void RussFlag(int x, int y, int h)

{ // x, y - координаты левого верхнего угла флага

// h - высота одной цветовой полосы

int w; // Длина флага

w = h * 3 * 2 * HW; // Флаг состоит из трех цветных полос,

// его длина в 2 раза больше высоты

// Множитель HW дает поправку,

// так как на экране в текстовом режиме

// высота знакоместа больше ширины

// Создаем изображение на экране

window(x, y, x + w, y + h - 1); // Окно для белой полосы флага

textbackground(LIGHTGRAY);

clrscr();

window(x, y + h, x + w, y + 2 * h - 1); // Окно для голубой полосы

textbackground(BLUE);

clrscr();

window(x, y + 2*h, x + w, y + 3*h - 1); // Окно для красной полосы

textbackground(RED);

clrscr();

}

// NormScreen: восстанавливает нормальное состояние экрана

void NormScreen()

{

window(1, 1, 80, 25); // Окно во весь экран

textbackground(BLACK); // Черный цвет фона

textcolor(LIGHTGRAY); // Светло-серый цвет для символов

clrscr(); // Очистка экрана

}

int main()

{

int h; // Ширина полосы флага

int x = 2, y = 2; // Координаты левого верхнего угла

cout << "Введите размер флага от 1 до 5";

cin >> h;

RussFlag(x, y, h);

getch(); // Ждем нажатия клавиши

NormScreen(); // Восстанавливаем исходные настройки экрана

return 0;

}

Графический режим

В графическом режиме все изображения на экране создаются светящимися точками – пикселями. Разрешающая способность, то есть количество пикселей по горизонтали и по вертикали, зависит от типа монитора и типа электронной схемы (видеоадаптера), обеспечивающей работу монитора.

В состав TC входит библиотека функций для реализации точечной графики, прототипы которых находятся в файле graphics.h.

Графические драйверы и режимы

Для поддержки графического режима работы экрана в оперативную память должна быть загружена специальная программа – графический драйвер. В TC имеются шесть файлов с графическими драйверами: CGA.BGI, EGAVGA.BGI, IBM8514.BGI, HERC.BGI, ATT.BGI, PC3270.BGI. Заметим, что расширениеBGI произошло от слов Borland Graphic Interface. Каждый файл содержит драйвер для одного или нескольких близких по типу видеоадаптеров. Логически TC различает десять графических драйверов. Для каждого драйвера в файле graphics.h определена константа, которую можно считать символическим именем драйвера. Константы графических драйверов, их значения и соответствующие имена файлов перечислены в табл.17.

Таблица 17. Графические драйверы Turbo C++

Константа (символическое имя драйвера)	Значение константы	Имя файла драйвера
CGA MCGA EGA EGA64 EGAMONO IBM8514 HERCMONO ATT400 VGA PC3270 DETECT		CGA.BGI CGA.BGI EGAVGA.BGI EGAVGA.BGI EGAVGA.BGI IBM8514.BGI HERC.BGI ATT.BGI EGAVGA.BGI PC3270.BGI

Константа DETECT используется, когда системе самой поручается определить тип видеоадаптера и загрузить соответствующий драйвер. При этом будет использован драйвер, обеспечивающий максимальное разрешение.

Графические драйверы обеспечивают один или несколько различных графических режимов, для которых в файле graphics.h определены константы. В табл.18 приведены имена и значения этих констант для драйвера VGA, разрешение и количество цветов.

Таблица 18. Константы графических режимов

Графический драйвер	Константа графического режима	Значение константы	Разрешение, пикселей	Количество цветов
VGA	VGALO VGAMED VGAHI		640 x 200 640 x 350 640 x 480

Инициализация графики

Для перевода адаптера экрана в графический режим и загрузки соответствующего драйвера служит библиотечная функция initgraph. Ее прототип имеет вид:

void initgraph(int* GraphDriver, int* GraphMode, char* PathToDriver);

Графический драйвер ищется в каталоге, имя которого указано в аргументе PathToDriver. Если в указанном каталоге драйвер не найден, то просматривается текущий каталог. Если в качестве третьего аргумента указана пустая строка "", то просматривается только текущий каталог. Параметр GraphDriver указывает номер драйвера, GraphMode указывает номер графического режима, который должен быть установлен.

Если положить GraphDriver = 0 или библиотечной константе DETECT, то производится автоматическое распознавание графического адаптера, в память загружается соответствующий драйвер, устанавливается режим с максимальным разрешением, а переменным, указанным в аргументах GraphDriver и GraphMode, присваиваются значения, равные номеру драйвера и номера режима.

Об успехе или неудаче той или иной графической операции можно судить по значению, вырабатываемому функцией:

int graphresult(void);

после каждой графической операции. Результат, равный 0 (значение библиотечной константы grOk), означает удачное, а отрицательное значение – неудачное выполнение операции.

Для восстановления текстового режима служит функция:

void closegraph();

Эта функция освобождает память, выделенную графическому драйверу и выбранному виду шрифта, использовавшегося в графическом режиме.

В графическом режиме каждый пиксель имеет две координаты – по горизонтали и по вертикали экрана. Начало координат находится в левом верхнем углу экрана. Нумерация пикселей начинается с нуля. Направление отсчета: по горизонтали – слева направо, по вертикали – сверху вниз.

Функции рисования

Для рисования на экране имеется довольно много библиотечных функций, объявленных в заголовочном файле graphics.h. Рассмотрим некоторые.

Функция

int getcolor(void);

возвращает текущий цвет рисования. Всего для рисования доступно 16 цветов, они кодируются такими же константами, как в текстовом режиме, табл.16.

Функция

void setcolor(int color);

устанавливает новый цвет рисования color.

Функция

int getbkcolor(void);

возвращает текущий цвет фона.

Функция

void setbkcolor(int color);

устанавливает новый цвет фона color.

Функция

void putpixel(int x, int y, int color);

изображает на экране точку с координатами x, y цветом color.

Функция

void line(int x1, int y1, int x2, int y2);

рисует на экране отрезок прямой, соединяющий точки с координатами (x1, y1) и (x2, y2), используя текущий цвет, текущие стиль и толщину линий. По умолчанию текущим является белый цвет, текущим стилем – сплошная линия, а текущей толщиной – толщина в один пиксель.

Функция

void circle(int x, int y, int Radius);

изображает на экране окружность радиуса Radius с центром, имеющим координаты x, y.

Функции:

int getmaxx(void); int getmaxy(void);

возвращают максимальные координаты точек на экране соответственно в горизонтальном и вертикальном направлениях.

Программа 33. Звезда

На экране рисуется звезда с заданным числом лучей N, вписанная в окружность. Для построения звезды понадобятся некоторые математические вычисления. На рис.29 показана схема экрана, действующая на нем физическая система координат и геометрические построения, необходимые для изображения семиугольной звезды. Показан случай, когда используется драйвер VGA и действует режим работы экрана VGAHI с разрешение 640*480. Максимальная координата пикселя по горизонтальной оси в этом случае будет 639, а по вертикальной 479.

Рис.29. Чертеж для построения звезды

Через x_c, y_c обозначены координаты центра звезды, R – радиус звезды. Будем нумеровать лучи, начиная с 0. Пусть нулевой луч направлен вверх. Положение лучей можно определять углом f_i, отсчитываемым от вертикали. Для i -го луча этот угол будет

.

Из чертежа видно, что координаты первой вершины можно найти по формулам:

.

Координаты i -й вершины рассчитываются по аналогичным формулам, только вместо 1 нужно подставить i.

Когда рассчитаны координаты вершин, построение сводится к соединению их отрезками прямых. Если соединять соседние вершины, получится просто правильный многоугольник. Для семи вершин можно построить два вида звезды, пропуская либо два, либо три отрезка разбиения. Такая возможность в программе реализована с помощью переменной m, задающей число пропускаемых отрезков разбиения.

// Файл Star.cpp

// Программа изображает на экране правильную звезду,

// вписанную в окружность.

#include <graphics.h>

#include <conio.h>

#include <stdlib.h>

#include <math.h>

#include <iostream.h>

int main()

{

int Driver, Mode;

int xc, yc; // Координаты центра звезды

const int N = 7; // Количество лучей звезды

int m = 3; // Количество пропускаемых отрезков

const int ColorCircle = YELLOW; // Цвет окружности

const int ColorStar = LIGHTRED; // Цвет звезды

int R = 100; // Радиус окружности

double df = 2 * M_PI / N; // Угол между лучами

double f;

int x[N], y[N]; // Координаты концов лучей

int i;

Driver = DETECT; // Автоматическое определение драйвера

// Инициализация графического режима

initgraph(& Driver, & Mode, "C:\\TC30\\BGI");

if (graphresult()!= grOk){ // Если ошибка,

cerr << "Не удалось инициализировать графику \n";

exit(1); // завершить программу

}

xc = getmaxx() / 2; // Координаты

yc = getmaxy() / 2; // центра экрана

for(i = 0; i < N; i++){ // Вычисление координат концов лучей

f = df * i; // Угол i-го луча

x[i] = xc + R * sin(f); // Координаты

y[i] = yc - R * cos(f); // вершины

}

setcolor(ColorCircle); // Установка цвета для окружности

circle(xc, yc, R); // Рисование окружности

setcolor(ColorStar); // Установка цвета для звезды

for(i = 0; i < N; i++) // Рисование лучей

line(x[i], y[i], x[(i + m) % N], y[(i + m) % N]);

getch();

closegraph();

return 0;

}

Обратите внимание на строку "C:\\TC30\\BGI", задающую путь к папке, в которой находятся файлы графических драйверов. В DOS и Windows принято имена вложенных папок отделять обратной наклонной чертой. Для изображения обратной наклонной черты в программе на языке C++, она удваивается.

Координаты вершин звезды хранятся в массивах x и y из N элементов. Для изображения звезды, например, при N=7 и m=3 нужно провести 7 отрезков, соединяющих следующие вершины: 0 и 3, 1 и 4, 2 и 5, 3 и 6, 4 и 0, 5 и 1, 6 и 2. Отрезки рисуются в цикле с помощью функции line. Номера начальных точек i возрастают от 0 до N-1, а номера конечных точек находятся с помощью выражения

(i + m) % N,

где % – оператор нахождения остатка от деления. В правильности данного выражения легко убедиться подстановкой.

Полученное на экране изображение показано на рис.30.

Рис.30. Звезда на экране