第3章图形技术
3.1 绘制图形
利用程序自动绘制图形可以增强图形的可视度，特别是对于一些多媒体教学之类的软件来说，使用程序自动绘制并控制图形无疑是一个新的突破。本节通过几个应用实例介绍绘图方面的相关知识。
实例088 绘制正弦曲线
本实例是一个图形绘制的程序
实例位置：光盘\mingrisoft\03\088
实例说明
在多媒体教学时，经常需要动态地画出各种曲线进行教学演示，以加深学生对知识的理解。本实例实现的是绘制一个正弦曲线。运行程序，系统将自动绘制正弦曲线，效果如图3.1所示。
图3.1 绘制正弦曲线
技术要点
首先通过SetViewportOrg函数设置坐标原点，然后使用MoveTo和LineTo函数绘制坐标轴和曲线。下面介绍这两个函数。
（1）MoveTo函数。该函数用于设置画笔位置。
函数原型如下：
CPoint MoveTo( int x, int y );
参数说明：
● x：横坐标。
● y：纵坐标。
（2）LineTo函数。该函数用当前画笔画一条线，从当前位置连到一个指定的点。
BOOL LineTo( int x, int y );
参数说明：
● x：横坐标。
● y：纵坐标。
实现过程
（1）新建一个基于单文档的应用程序。
（2）主要程序代码如下：
O void CSinusoidView::OnDraw(CDC* pDC)
{
CSinusoidDoc* pDoc = GetDocument();
ASSERT_VALID(pDoc);
//建立画笔
CPen cpen,pen;
pen.CreatePen(PS_SOLID,4,RGB(0,0,0));
cpen.CreatePen(PS_SOLID,2,RGB(0,0,255));
pDC->SelectObject(&cpen);
//指定原点
pDC->SetViewportOrg(100,245);
pDC->SetTextColor(RGB(255,0,0));
//绘制横坐标
CString sPIText[]={"-1/2π","","1/2π","π","3/2π","2π","5/2π","3π","7/2π","4π","9/2π","5π"};
for(int n=-1,nTmp=0;nTmp<=660;n++,nTmp+=60)
{
pDC->LineTo(60*n,0);
pDC->LineTo(60*n,-5);
pDC->MoveTo(60*n,0);
pDC->TextOut(60*n-sPIText[n+1].GetLength()*3,16,sPIText[n+1]);
}
pDC->MoveTo(0,0);
CString sTmp;
//绘制纵坐标
for(n=-4,nTmp=0;nTmp<=180;n++,nTmp=60*n)
{
pDC->LineTo(0,60*n);
pDC->LineTo(5,60*n);
pDC->MoveTo(0,60*n);
sTmp.Format("%d",-n);
pDC->TextOut(10,60*n,sTmp);
}
double y,radian;
pDC->SelectObject(&pen);
for(int x=-60;x<600;x++)
{
//弧度=x坐标/曲线宽度*角系数*π
//y坐标=振幅*曲线宽度*sin(弧度)
radian =x/((double)60*2)*PI;
y=sin(radian)*2*60;
pDC->MoveTo((int)x,(int)y);
pDC->LineTo((int)x,(int)y);
}
cpen.DeleteObject();
pen.DeleteObject();
}
举一反三
根据本实例，读者可以：
绘制余弦曲线；
绘制双曲线。
实例089 绘制蜗牛曲线
这是一个可以提高基础技能的实例
实例位置：光盘\mingrisoft\03\89
实例说明
蜗牛线是一种常用的曲线，本实例演示的是如何在程序中绘制蜗牛曲线。运行程序，程序将自动绘制蜗牛曲线，效果如图3.2所示。
图3.2 绘制蜗牛曲线
技术要点
通过SetPixel函数来绘制曲线上的点来实现绘制蜗牛曲线。SetPixel函数的语法如下：
COLORREF SetPixel( int x, int y, COLORREF crColor );
COLORREF SetPixel( POINT point, COLORREF crColor );
参数说明：
● x，y：指定点的横坐标和纵坐标。
● point：指定点的坐标。可以为该参数传递POINT结构或CPoint对象。
● crColor：绘制点的颜色。
实现过程
（1）新建一个基于单文档的应用程序。
（2）主要程序代码如下：
void CSnailView::OnDraw(CDC*pDC)
{
CSnailDoc* pDoc = GetDocument();
ASSERT_VALID(pDoc);
pDC->SetWindowOrg(-200,-200); //设置坐标原点
//绘制蜗牛曲线
for(double i=0;i<40;i+=pi/600)
{
if(i==0)
pDC->SetPixel(0,0,RGB(0,128,128));
else
pDC->SetPixel((20*sin(i)/i*cos(i))*10,(20*sin(i)/i*sin(i))*10,RGB(128,128,128));
}
}
举一反三
根据本实例，读者可以：
设置点的颜色。
实例090 绘制贝塞尔曲线
这是一个可以提高基础技能的实例
实例位置：光盘\mingrisoft\03\090
实例说明
贝塞尔曲线是一种常见的曲线，本实例演示的是绘制水平和垂直两个方向的贝塞尔曲线。运行程序，程序自动绘制贝塞尔曲线，效果如图3.3所示。
图3.3 绘制贝塞尔曲线
技术要点
CDC类的PolyBezier成员函数是专门用来绘制贝塞尔曲线。该函数的语法如下：
BOOL PolyBezier( const POINT* lpPoints, int nCount );
参数说明：
● lpPoints：含有曲线控制点和端点的POINT数据结构或CPoint对象。
● nCount：lpPoints数组中点的数目。其值应为曲线数目的3倍以上，因为每条Bezier曲线需要2个控制点和1个终点，初始曲线还需要1个起点。
实现过程
（1）新建一个基于对话框的应用程序。
（2）主要程序代码如下：
void CDrawBezierDlg::OnPaint()
if (IsIconic())
{
{
//…此处代码省略
dc.DrawIcon(x, y, m_hIcon);
}
else
{
CPaintDC dc(this);
CPen newpen;
newpen.CreatePen(PS_SOLID,1,RGB(255,128,0));//创建画笔
dc.SelectObject(&newpen);
//垂直
POINT ptv[4];
ptv[0].x=300;
ptv[0].y=20;
ptv[1].x=250;
ptv[1].y=70;
ptv[2].x=350;
ptv[2].y=120;
ptv[3].x=300;
ptv[3].y=170;
dc.PolyBezier(ptv,4); //绘制垂直贝塞尔曲线
//水平
POINT pth[4];
pth[0].x=20;
pth[0].y=120;
pth[1].x=70;
pth[1].y=70;
pth[2].x=120;
pth[2].y=170;
pth[3].x=170;
pth[3].y=120;
dc.PolyBezier(pth,4); //绘制水平贝塞尔曲线
CDialog::OnPaint();
}
}
举一反三
根据本实例，读者可以：
绘制雕刻效果。
实例091 画图程序
本实例是一个提高基础技能的程序
实例位置：光盘\mingrisoft\03\091
实例说明
本实例实现了一个简单的画图功能。运行程序，在“绘图”菜单下选择要绘制的图形之后，在窗体中拖动鼠标就可以绘制想要的图形，效果如图3.4所示。
图3.4 画图程序
技术要点
实现画圆和矩形，需要使用CDC对象的Ellipse方法和Rectangle方法，而自定义画线是通过线段来记录 鼠 标 的 移 动 过 程，这 些 功 能 都 是 在WM_MOUSEMOVE消息中实现的。下面介绍CDC对象的Ellipse方法和Rectangle方法。
（1）Ellipse方法。该方法用于画椭圆形。
语法如下：
BOOL Ellipse( int x1, int y1, int x2, int y2 );
参数说明：
● x1：起始点横坐标。
● y1：起始点纵坐标。
● x2：结束点横坐标。
● y2：结束点纵坐标。
（2）Rectangle方法。该方法用于绘制长方形。
语法如下：
BOOL Rectangle( int x1, int y1, int x2, int y2 );
参数说明：
● x1：左上角横坐标。
● y1：左上角纵坐标。
● x2：右下角横坐标。
● y2：右下角纵坐标。
注意：WM_MOUSEMOVE消息在第2章已经介绍过了，这里不再赘述。
实现过程
（1）新建一个单文档的应用程序。
（2）编辑菜单资源，添加一个“绘图”菜单项，在其下添加“画圆”、“画矩形”和“自定义”3个子菜单。
（3）通过类向导为新建的3个子菜单添加消息响应函数。
（4）主要程序代码如下：
void CCTdrawView::OnMouseMove(UINT nFlags, CPoint point)
{
CClientDC dc(this);
if(m_draw&&(nFlags&&MK_LBUTTON)) //如果是画线
{
dc.MoveTo(m_start);
dc.LineTo(point);
m_start = point;
}
if(m_juxing&&(nFlags&&MK_LBUTTON)) //如果是画矩形
{
CGdiObject*object = dc.SelectStockObject(NULL_BRUSH);
int mdoe = dc.GetROP2();
dc.SetROP2(R2_NOTCOPYPEN);
dc.Rectangle(m_end.x,m_end.y,m_start.x,m_start.y);
dc.SetROP2(mdoe);
dc.Rectangle(m_start.x,m_start.y,point.x,point.y);
dc.SelectObject(object);
m_end = point;
}
if(m_yuan&&(nFlags&&MK_LBUTTON)) //如果是画圆
{
CGdiObject*object = dc.SelectStockObject(NULL_BRUSH);
int mdoe = dc.GetROP2();
dc.SetROP2(R2_NOTCOPYPEN);
dc.Ellipse(m_end.x,m_end.y,m_start.x,m_start.y);
dc.SetROP2(mdoe);
dc.Ellipse(m_start.x,m_start.y,point.x,point.y);
dc.SelectObject(object);
m_end = point;
}
CView::OnMouseMove(nFlags, point);
}
举一反三
根据本实例，读者可以：
编写画板软件。
实例092 绘制立体模型
这是一个可以提高基础技能的实例
实例位置：光盘\mingrisoft\03\092
实例说明
立体几何图形在多媒体教学中经常会用到，本实例演示的是如何动态地绘制一个正方体图案。运行程序，在编辑框中分别输入长、宽、高和角度，单击“绘图”按钮将绘制立体模型，效果如图3.5所示。
技术要点
首先设置一个图形控件作为画板，通过SetViewportOrg函数获得中心点坐标，根据输入的数据计算立体模型的各个点坐标，使用CDC对象的Rectangle方法绘制正面的长方形，根据角度判断哪几条边用虚线绘制。
注意：CDC对象的Rectangle方法参照实例091中的内容。
图3.5 绘制立体模型
实现过程
（1）新建一个基于对话框的应用程序。
（2）向窗体中添加1个图片控件，设置Type属性为Rectangle和Color属性为white，再添加4个编辑框控件。
（3）主要程序代码如下：
void CDrawcudeDlg::OnButdraw()
{
CDC*pDC;
pDC=m_palette.GetDC(); //获得设备上下文
CRect rc,rect;
m_palette.GetClientRect(rect); //获得控件客户区域
m_palette.GetWindowRect(rc); //获得控件窗口区域
pDC->FillRect(rect,NULL); //填充区域
//取出中心点
CPoint center;
center.x=rc.Width()/2;
center.y=rc.Height()/2;
pDC->SetViewportOrg(center); //设置原点
CString slength,swidth,sheight,sangle;
//获得编辑框中数据
m_length.GetWindowText(slength);
m_width.GetWindowText(swidth);
m_height.GetWindowText(sheight);
m_angle.GetWindowText(sangle);
int nlength,nwidth,nheight,nangle;
//将编辑框中数据转换为整型数据
nlength=atoi(slength);
nwidth=atoi(swidth);
nheight=atoi(sheight);
nangle=atoi(sangle);
CPoint LTop,LBottom,RTop,RBottom;
LTop.x=1-nlength/2;
LTop.y=1-nheight/2;
RTop.x=nlength/2;
RTop.y=1-nheight/2;
LBottom.x=1-nlength/2;
LBottom.y=nheight/2;
RBottom.x=nlength/2;
RBottom.y=nheight/2;
CPen pen(PS_SOLID,1,RGB(0,0,0)); //创建画笔
CPen DOTPen;
DOTPen.CreatePen(PS_DOT,1,RGB(0,0,0)); //虚线画笔
pDC->SelectObject(&pen);
//画正面矩形
pDC->Rectangle(LTop.x,LTop.y,RBottom.x,RBottom.y);
CPoint LeftTop,RightTop;
LeftTop.x=(long)(LTop.x+(cos(nangle*PI/180)*nwidth));
LeftTop.y=(long)(LTop.y-(sin(nangle*PI/180)*nwidth));
RightTop.x=LeftTop.x+nlength;
RightTop.y=LeftTop.y;
pDC->MoveTo(LTop);
pDC->LineTo(LeftTop);
pDC->LineTo(RightTop);
pDC->LineTo(RTop);
CPoint Other,DotPoint;
DotPoint.x=LeftTop.x;
DotPoint.y=LeftTop.y+nheight;
pDC->MoveTo(RightTop);
if(nangle<89) //画立方体其他面实边线
{
pDC->SelectObject(&pen);
Other.x=RightTop.x;
Other.y=RightTop.y+nheight;
pDC->LineTo(Other);
pDC->LineTo(RBottom);
pDC->SelectObject(&DOTPen);
pDC->MoveTo(LeftTop);
pDC->LineTo(DotPoint);
pDC->LineTo(LBottom);
}
else //绘制矩形背面虚线
{
pDC->SelectObject(&DOTPen);
Other.x=RightTop.x;
Other.y=RightTop.y+nheight;
pDC->LineTo(Other);
pDC->LineTo(RBottom);
pDC->SelectObject(&pen);
pDC->MoveTo(LeftTop);
pDC->LineTo(DotPoint);
pDC->LineTo(LBottom);
}
pDC->SelectObject(&DOTPen);
pDC->MoveTo(DotPoint);
pDC->LineTo(Other);
}
举一反三
根据本实例，读者可以：
绘制多边型。
实例093 利用IFS算法绘制自然景物
这是一个可以提高基础技能的实例
实例位置：光盘\mingrisoft\03\093
实例说明
本实例通过IFS算法来实现对自然景物的模拟，IFS可以模拟的景物很多，有山、树、三叶草和皇冠等，本实例实现对山的模拟，如图3.6所示。
技术要点
图3.6 利用IFS算法绘制自然景物
IFS(Iterator Function System)是一种分形几何系统，主要通过仿射坐标变换来生成几何图形，仿射坐标变换是旋转、扭曲和平移3种效果的叠加。
实现过程
（1）创建名为IFS的单文档MFC工程。
（2）在头文件中加入变量的声明，具体参照代码。
（3）在CIFSView类的头文件中声明变量：
class CIFSView : public CView
{
public:
CIFSDoc* GetDocument();
//声明的变量
double x,y;int i,k;
int MaxY;
double a[8],b[8],c[8],d[8],e[8],f[8],p[8];
COLORREF m_pColor;
int drawtrue;
int m_N;
int stepx,stepy;
int totalsteps;
}
（4）在实现文件中加入常量声明：
#define MaxY 400
（5）在构造函数中实现对变量的初始化：
CIFSView::CIFSView()
{
m_pColor=RGB(0,255,0);
m_N=4;
stepx=3;
stepy=3;
totalsteps=32000;
}
（6）在OnDraw函数中进行图形的绘制，代码如下：
void CIFSView::OnDraw(CDC* pDC)
{
CIFSDoc* pDoc = GetDocument();
ASSERT_VALID(pDoc);
for(i=1;i<m_N;i++)
{
p[i]=p[i]+p[i-1];
}
float xj,m;
x=0;y=0;
srand(unsigned(time(NULL))); //设置随机数种子
for(i=0;i<totalsteps;i++)
{
m=float(rand()); //获得随机数
xj=float(m/RAND_MAX);
if(xj<=p[0]) k=0;
if((xj>p[0])&&(xj<=p[1])) k=1;
if((xj>p[1])&&(xj<=p[2])) k=2;
if((xj>p[2])&&(xj<=p[3])) k=3;
if((xj>p[3])&&(xj<=p[4])) k=4;
if((xj>p[4])&&(xj<=p[5])) k=5;
if((xj>p[5])&&(xj<=p[6])) k=6;
if((xj>p[6]) &&(xj<=p[7])) k=7;
x=a[k]*x+b[k]*y+e[k];
y=c[k]*x+d[k]*y+f[k];
if(i>10)
pDC->SetPixel(int(MaxY*x/stepx+MaxY/2 ) , MaxY-int(MaxY*y/stepy+30)-100 ,m_pColor);//绘制点
}
}
（7）在OnInitialUpdate中为IFS算法所需要的数组设置初始值，代码如下：
void CIFSView::OnInitialUpdate()
{
CView::OnInitialUpdate();
CIFSDoc *pDoc=GetDocument();
ASSERT_VALID(pDoc);
//变量的初始化
a[0]=0.7;a[1]=0.5;a[2]=-0.4;a[3]=-0.5;
b[0]=0.0;b[1]=0;b[2]=0;b[3]=0;
c[0]=0;c[1]=0;c[2]=1;c[3]=0;
d[0]=0.8;d[1]=0.5;d[2]=0.4;d[3]=0.5;
e[0]=0;e[1]=2;e[2]=0;e[3]=2;
f[0]=0;f[1]=0;f[2]=1;f[3]=1;
p[0]=0.25;p[1]=0.25;p[2]=0.25;p[3]=0.25;
}
举一反三
根据本实例，读者可以：
模拟树；
模拟三叶草。