Лабораторная работа: Программирование в СИ
void far setgraphmode(int new_mode);
Аргумент new_mode передает желаемый номер режима для текущего драйвера и не должен превосходить максимально допустимое для этого драйвера значение.
Для временного перехода в текстовый режим предусмотрена
функция
void far restorecrtmode(void);
Эта функция переводит видеоадаптер в тот текстовый режим, в котором он находился в момент последней инициализации графической системы, т. е. непосредственно перед обращением к функции initgraph. Из текстового режима можно вернуться в графический при помощи функции setgraphmode.
При инициализации графической системы всевозможные параметры системы устанавливаются по умолчанию. Различные функции могут менять значения параметров. Для того чтобы в любой момент восстановить характеристики системы, установленные при ее инициализации, существует функция
void far graphdefaults(void);
Перечислим действия, выполняемые данной функцией:
· для вывода и отображения на экране выбирается нулевая страница видеопамяти;
· графическое окно устанавливается размером во всю страницу;
· текущая графическая позиция перемещается в точку (0,0);
· устанавливаются по умолчанию цвета палитры, текущий рисующий цвет (15) и цвет фона (0);
· устанавливается сплошной шаблон для рисования линий и заполнения областей;
· инициализируется встроенный матричный шрифт со стандартным расположением и позиционированием строки.
1.3. Работа с растром точек
Растром точек называется двумерная совокупность точек, представляющая экран дисплея.
Чтобы в прикладной программе иметь возможность отобразить на экране любую из имеющихся страниц видеопамяти, в графической библиотеке предусмотрена функция
void far setvisualpage(int page);
Функция немедленно отображает на экране ту страницу видеопамяти, номер которой был ей передан в качестве аргумента. Страницы нумеруются с нуля. Функция graphresult не реагирует на попытку установить недопустимый номер страницы. Вся ответственность за правильность указанного номера лежит на программисте. Функция
void far setactivepage(int page);
не вызывает перерисовки страницы на экране дисплея, но зато направляет весь последующий графический вывод на ту страницу, которая указана ее аргументом. Как и при вызове предыдущей функции, ответственность за допустимость номера страницы остается на программисте.
Страницу видеопамяти (и экран дисплея) можно представить как двумерный прямоугольный массив точек (пикселей). На этом массиве точек вводится система координат X, Y. Начало системы лежит в левом верхнем углу страницы (экрана). Ось X проходит по верхнему краю страницы слева направо, а ось Y – по левому краю сверху вниз. Левая верхняя точка страницы имеет координаты (0, 0), правая нижняя – координаты (M-1, N-1), где M и N – размеры страниц по горизонтали и вертикали.
Определить максимальные значения координат точек можно с помощью функций
int far getmaxx(void);
int far getmaxy(void);
Значения, возвращаемые этими функциями, зависят только от текущего режима, установленного функциями initgraph или setgraphmode.
В распоряжении программиста кроме страницы как целого имеется еще одна двумерная структура. Внутри основного массива точек страницы всегда выделен некоторый его подмассив, который называется графическим окном (viewport). Графическое окно является прямоугольным массивом точек со своей системой координат. Начало этой системы координат находится в левом верхнем углу графического окна, а оси X и Y параллельны соответствующим осям координат страницы. Само окно имеет переменные размеры и может располагаться в любом месте экрана. Замена страницы никак не влияет на характеристики окна.
Многие функции, использующие координаты точек, подразумевают именно систему координат графического окна. Благодаря этому появляется возможность использовать одну и ту же программу для выполнения некоторой графической работы в окне независимо от того, в каком месте страницы и даже на какой именно странице окно находится в данный момент. В дальнейшем при описании таких функций всегда будет указываться, какая система координат (страницы или окна) имеется в виду.
При установке графического режима при помощи функций initgraph и setgraphmode сразу же создается и графическое окно, совпадающее по размерам со всей страницей. Однако есть возможность управлять размерами и расположением графического окна динамически. Делается это с помощью функции
void far setviewport(int left.int top,int right,int bottom,int clip);
Первые четыре аргумента – это координаты левой верхней и правой нижней границ графического окна в системе координат страницы. Ни одна из границ окна не может лежать за пределами страницы. Последний аргумент устанавливает режим отсечения: если он не нулевой, то всякий графический вывод будет обрезаться на границах графического окна. Если при вызове фунции setviewport были неверно заданы аргументы, то функция graphresult возвратит -11 и сохранится предыдущая установка графического окна. Функция setviewport не меняет содержимое страницы видеопамяти.
Для того чтобы можно было в любой момент узнать текущую установку графического окна, существует функция
void far getviewsettings(struct viewporttype far *viewport);
Данная функция помещает параметры текущего окна в структуру *viewport. Тип этой структуры определен в файле graphics.h:
struct viewporttype
{
int left,top,right,bottom;
int clip;
}
Возвращаемые координаты представлены в системе координат страницы.
С графическим окном связано понятие текущей графической позиции CP (current graphics position). Это графический эквивалент курсора в текстовом режиме. Текущая графическая позиция сама собой никак не отображается на экране и идентифицирует выбранный пиксель графического окна, к которому привязывается действие некоторых функций, таких как вычерчивание прямолинейных отрезков или вывод графических текстов.
При установке нового графического окна текущая позиция автоматически помещается в его начало координат. Для явного изменения положения текущей позиции используются функции
void far moveto(int x, int y);
void far moverel(int dx, int dy);
Первая помещает CP по указанным координатам графического окна. Вторая перемещает CP на вектор (dx, dy).
Координаты текущей графической позиции в системе координат графического окна возвращают функции:
int far getx(void);
int far gety(void);
При переустановке графического окна функцией setviewport содержимое страницы видеопамяти не изменяется. Для очистки графического окна на активной в данный момент странице используется функция
void far clearviewport(void);
CP при этом перемещается в начало координат графического окна.
Похожая функция
void far cleardevice(void);
очищает всю активную страницу. Установка графического окна при этом не изменяется, а CP перемещается в его начало координат.
На многих мониторах пиксель, который высвечивается на экране, имеет форму прямоугольника, вытянутого по вертикали. Это объясняется тем, что на дисплее страница видеобуфера отображается на весь экран, а пропорции экрана и страницы в режиме максимального разрешения, как правило, не совпадают (исключение – мониторы с адаптерами VGA, где в режиме с разрешением 640 х 480 точек все пиксели квадратные). Такое несоответствие приводит к возникновению анизотропности растра пикселей: горизонтальный и вертикальный отрезки, содержащие одинаковое число пикселей, на экране будут выглядеть, как отрезки разной длины.
Тем не менее, окружности и их дуги рисуются функциями библиотеки правильно, так как эти функции используют хранящийся в графической системе корректирующий коэффициент пропорциональности (aspect ratio), учитывающий степень неквадратности” пикселя. Чтобы правильно нарисовать квадрат, необходимо произвести корректировку количества пикселей по его горизонтальной и вертикальной сторонам. Истинные пропорции пикселя на данном дисплее можно узнать с помощью функции
void far getaspectratio(int far *x_asp,int far *y_asp);
Данная функция через свои аргументы возвращает искомое значение, причем *y_asp всегда устанавливается равным 10 000, а величина *x_asp ≤ *y_asp. Отношение *x_asp к *y_asp как раз и есть отношение горизонтального и вертикального размеров пикселя. Теперь, если горизонтальная сторона квадрата представлена отрезком длиной X пикселей, то длина вертикальной стороны должна быть равна значению выражения
Y = (int)(X ∙ (float)(*x_asp) / (*y_asp)).
Заметим, что коэффициент “неквадратности” автоматически учитывается только функциями, которые рисуют окружности и их дуги, но никак не влияет на функции рисования эллипсов и их дуг.
1.4. Управление цветом
Цветовые возможности функций графической библиотеки Borland C описываются в терминах цветовой палитры режима – закона, по которому каждому допустимому значению атрибута пикселя ставится в соответствие цвет, которым этот пиксель будет отображаться на экране.
Палитру режима можно представить как таблицу, содержащую столько строк (входов), сколько значений допускается для атрибута пикселя в данном графическом режиме. Строки палитры режима нумеруются от нуля до N_palette-1. В строке с номером k содержится код цвета, которым аппаратура видеоадаптера отображает на экране все пиксели страницы, атрибуты которых равны k. Нулевой вход палитры режима, кроме того, определяет цвет фона экрана.
Все графические режимы можно разделить на три группы:
· монохромные режимы, в которых все пиксели могут быть двух цветов – основного и фонового. Палитру таких режимов изменить невозможно;
· цветные режимы с фиксированной палитрой. Для изменения палитры режима нужно менять графический режим, что приводит к потере содержимого видеопамяти;
· графические режимы, позволяющие динамически (без потери содержимого видеопамяти) изменять код цвета по любому входу палитры режима. К данным режимам относятся режимы драйверов EGA, VGA, IBM8514.
Механизм управления цветом в Borland C включает в себя важный элемент – структуру данных, называемую внутренней палитрой. При работе в графических режимах на всех дисплейных адаптерах, кроме VGA и IBM8514, она содержит коды цветов из таблицы цветов адаптера. Роль внутренней палитры при работе с адаптером VGA несколько иная и будет рассмотрена ниже. Драйвер IMB8514 вообще не пользуется внутренней палитрой, поэтому в дальнейшем все, что будет говориться о работе с внутренней палитрой, не относится к этому драйверу. Не следует путать внутреннюю палитру (обычную переменную структурного типа) графической системы с палитрой режима с законом преобразования значения пикселя в цвет.
Определение внутренней палитры как структуры данных имеет вид:
#define MAXCOLOR 15
struct palettetype
{
unsigned char size;
signed char colors[MAX_COLORS+1];
};
где size – это число строк внутренней палитры, разрешенное для использования в текущем графическом режиме, а colors – массив закодированных описаний цвета.
Для всех монохромных режимов и режимов с фиксированными палитрами допускается использование во внутренней палитре 16 цветов, которые в точности совпадают со стандартными цветами текстового режима. Каждый цвет палитры кодируется числом от 0 до 15. При инициализации таких графических режимов значение каждого элемента массива colors совпадает с его индексом.
В режимах с динамическим управлением внутренняя палитра содержит
16 цветов, коды которых могут лежать в диапазоне от 0 до 63
(т. е. имеется возможность менять содержание внутренней палитры). Для 16 кодов
цветов стандартного набора, устанавливаемых при инициализации этих режимов (как
для драйвера EGA, так и VGA), определен перечислимый тип EGA_COLORS, т. е.
стандартные коды цветов имеют символические имена:
enum EGA_COLORS
{
EGA_BLACK=0, EGA_BLUE=1, EGA_GREEN=2, EGA_CYAN=3, EGA_RED=4, EGA_MAGENTA=5, EGA_BROWN=20, EGA_LIGHTGRAY=7, EGA_DARKGRAY=56, EGA_LIGHTBLUE=57, EGA_LIGHTGREEN=58, ЕGA_LIGHTCYAN=59, EGA_LIGHTRED=60, EGA_LIGHTMAGENTA=61, EGA_YELLOW=62, EGA_WHITE=63
};
Количество динамически управляемых строк таблицы цветов для текущего графического режима можно определить при помощи функции:
int far getpalettesize(void);
При определении реального цвета пикселя на экране значение его атрибута используется как индекс в таблице цветов дисплейного адаптера. Максимальное значение атрибута пикселя, которое разрешается использовать для записи в видеопамять такими функциями, как графические примитивы, возвращается функцией
int far getmaxcolor(void);
Непосредственное изменение внутренней палитры осуществляется с помощью функций setpalette или setallpalette. Первая изменяет содержание только одного входа палитры, а вторая всех сразу. Синтаксис первой функции:
void far setpalette(int num_color_pallete,int num_color);
Аргумент num_color_palette задает номер изменяемого входа внутренней палитры и должен лежать в пределах от нуля до size-1 (size – элемент структуры данных palettetype). Аргумент color задает новое значение кода цвета для этого входа в диапазоне от 0 до 63 (реально используются только шесть младших бит аргумента num_color).
Другая функция, изменяющая внутреннюю палитру, имеет синтаксис:
void far setallpalette(struct palettetype far *palette);
Аргумент ее является указателем на структуру, содержащую вариант желаемой палитры. Все изменения в текущей внутренней палитре, произведенные функциями setpalette и setallpalette немедленно отображаются на экране дисплея.
Цветом фона можно управлять с помощью функции
void far setbkcolor(int num_color_palette);
Действие функции заключается в том, что нулевой вход внутренней палитры связывается со входом, имеющим номер num_color_palette. Это означает, что в нулевой элемент внутренней палитры записывается значение, которое в данный момент содержится в элементе с номером num_color_palette. Кроме того, все последующие изменения содержимого элемента с номером num_color_palette будут немедленно дублироваться в нулевой элемент. Заметим, что функция setpalette(0, color) просто изменяет цвет фона, но не связывает нулевой вход ни с каким другим.
Обратной для функции установки цвета фона является функция
int far getbkcolor(void);
которая возвращает текущее назначение для фонового цвета, т.е. номер того входа внутренней палитры, с которым связан в настоящий момент нулевой вход. Если ранее при помощи функции setbkcolor не произошло связывания ни с каким входом, то getbkcolor возвращает 0.
Для получения информации о текущей внутренней палитре существует две функции:
void far getpalette(struct palettetype far *palette);
struct palettetype far *getdefaultpalette(void);
Первая копирует в область памяти, на которую указывает аргумент, текущее состояние внутренней палитры. Другая возвращает указатель на хранящуюся в графической системе структуру, содержащую эталон внутренней палитры. Получив указатель на эту структуру, можно изменить сам эталон палитры. Такие изменения будут сохраняться до следующей инициализации какого-либо режима.
Все вышеописанные способы динамического управления цветом рассчитаны на адаптеры, в которых пиксель может быть представлен не более чем четырьмя битами. Однако некоторые адаптеры допускают восьмибитовую величину атрибута пикселя (IBM8414 и VGA, имеющие в таблице цветов 256 входов). Для них существует расширенная палитра, которая содержит 256 входов. Каждый вход соответствует коду цвета. Для того чтобы какому-либо коду соответствовал другой оттенок цвета, используется функция
void far setrgbpalette(int num_color,int red,int green,int blue);
Аргумент num_color – номер входа расширенной палитры (0–255), по которому хранятся три цветовые компоненты – красная, зеленая и синяя – составляющие желаемый цвет. Функция позволяет записать по входу расширенной палитры с номером color цветовые компоненты red, green и blue. При этом реально используются только младшие шесть байт каждой компоненты. Таким образом, общее количество цветовых оттенков равно N_colors=64*64*64=256К.
