C语言课程设计(图形编程 全)

第一讲C语言图形方式下的编程

学习目标

?了解PC显示系统的结构

?C语言图形初始化的一般方法

?C语言常用的图形处理函数

显示系统简介

PC机显示系统一般是由显示器和显示卡组成。显示器(Monitor)是独立于主机的一种外部设备。显示卡(Adapter)是插在Pc主机上的一块电路板。PC机对显示屏幕的所有操作都是通过显示卡来实现的。

显示系统的主要特性

1．显示分辨率

显示分辨率是指屏幕上所能显示的像素点数，通常用列数和行数的乘积宋表示。为了获得良好的显示效果，要求显示器的分辨率与对应分辨率的显示卡相匹配。通常，高分辨率的显示效果比低分辨率的效果好。但是，显示分辨率的提高对显示器与显示卡的硬、软件要求更高。特别是分辨率的提高在很大程度上受到显示器的显示尺寸和扫描频率的限制，也受到显示卡的显存的限制。

根据应用情况的不同，在不超过显示器最高分辨率的条件下，可以通过对显示卡的设置而使用不同的分辨率。

2．显示速度

显示速度是指在屏幕上显示图形和字符的速度。显示速度与显示分辨率和显示器的扫描频率密切相关。显示分辨率越高，整个屏幕上的像素点数就越多，显示速度就越慢。在这种情况下，为了提高显示速度，就需要提高扫描频率。

如果显示器只有一种扫描频率，则它只能与一种显示卡相匹配使用。随着显示技术的发展，目前一般的显示器可以适应具有多种分辨率与显示速度的显示卡。颜色与灰度是衡量显示系统的重要参数。单色显示器只有亮和暗两种灰度；彩色显示器的颜色和灰度要受显示内存的限制，分辨率越高，颜色越丰富，所需要的显示内存就越多。

4．图形显示能力

图形显示能力是显示系统对屏幕上的每一个像素点都可以设置成不同的值的能力。通常，图形显示对硬件的要求比字符显示要求高得多，同时，图形显示对显示缓冲区的要求也比字符显示时高得多。

显示卡的种类

常用的显示卡有以下几种

1．MDA卡

MDA卡(Monochrome Display Adapter——单色字符显示器适配卡)与单色字符显示器配接，它只支持字符显示功能，无图形功能。

2．HGC卡

HGC卡(Hercules GraphicsCard——单色显示图形卡)不仅支持字符显示，而且支持单色图形功能。在图形方式下，其图形显示分辨率最高可达720~348点阵。通过软件的设置，还可以支持640~400单色图形显示以及模拟CGA卡图形方式。3．CGA卡

CGA卡(ColorGraphicsAdapter--彩色图形显示卡)支持字符／图形两种方式。

在字符方式下，它支持80列、25行及奶列、25行的方式，颜色可选16种。但是字符的质量比较差，只有8X8点阵。在图形方式下，它支持最大为640~200

分辨率，但只有黑、白两种颜色。此外，它还支持320~200的分辨率，每个像素点可以有四种颜色。CGA卡有16K的显示缓冲区，用于显示字符及属性或图形方式下的图形数据。

4．EGA卡

EGA卡(Enhanced GraphicsAdapter——增强型图形显示卡)的字符显示能力和图形显示能力都比CGA卡有了较大的提高，显示分辨率达到640~350，最高分辨率图形方式的颜色达到了16种。EGA卡的显示模式也比CGA卡丰富，并且兼容CGA卡及MDA卡的显示模式。

5．VGA卡

VGA卡(Video GraphicsArray一一视频图形阵列)是一种功能十分强大、颜色丰富的显示卡。VGA的标准分辨率可达到640~480，并且具有16种颜色。一些兼容的VGA卡(如TVGA卡、EVGA卡)的分辨率可达640~480(256种颜色)、800~600(16种颜色)或1024~768(16种颜色)。VGA卡兼容MDA卡、CGA卡、EGA卡的所有显示模式。

随着显示技术的发展，目前的显示卡的分辨率一般都可以达到1024X768，显示32位真彩(232种颜色)。

视频BIOS

视频BIOS(BasicI／OSystem基本输入／输出系统)是与显示卡配套的一个重要组成部分。用户通过调用它可以完成一些与显示有关的控制功能。对于要用到显示系统的一般程序设计都可以通过调用视频BIOs或视频函数库来完成。但要想获得更高性能的显示程序，还需要对显示卡的寄存器和显示内存直接进行编程。显示模式

显示模式按功能可以分为字符模式和图形模式两大类。

字符模式也称为字母数字模式，即A／N模式(A1phaNumbermode)。在这种模式下，显示缓冲区中存放的是显示字符的代码和属性，而显示屏幕被分为若干个字符显示行和列。图形模式(Graphics mode)也称为APA模式(A1l Points Addressablemode)。在这种模式下，显示缓冲区中存放的是显示器屏幕上的每个像素点的颜色或灰度值，而显示屏幕被划分为像素行和像素列。

由于显示卡的种类很多，其中有些显示模式在不同类型的显示卡及不同厂家的显示卡之间是通用的，这类显示模式称为标准模式。还有些模式是专用的，称为非标准模式。通常，显示模式号小于14H的是标准模式；其他则为非标准模式。图形模式的初始化

不同的显示器适配器有不同的图形分辨率。即使是同一显示器适配器，在不同模式下也有不同分辨率。因此，在屏幕作图之前，必须根据显示器适配器的种类将显示器设置成为某种图形模式。在未设置图形模式之前，微机系统默认屏幕为文本模式(80列，25行字符模式)，此时所有图形函数均不能工作。

设置屏幕为图形模式，可用下列图形初始化函数：

void far initgraph (int far* gdriver，int far *gmode，char *path);

其中gdriver和gmode分别表示图形驱动器和模式，path是指图形驱动程序所在的目录路径。图形驱动程序由TurboC出版商提供，文件扩展名为．BGI。根据不同的图形适配器有不同的图形驱动程序。例如对于EGA、VGA图形适配器的图形驱动程序为EGA VGA.BGI。

有时编程者并不知道所用的图形显示器适配器种类，而且我们为了将编写的程序可以用于不同图形驱动器，增强程序的通用性，我们通常不指定图形显示器适配

器种类，而使用Turbo C提供了一个自动检测显示器硬件的函数，其调用格式为：void far detectgraph ( int *gdriver, *gmode);

其中gdriver和gmode意义同上。

例1：自动进行硬件测试后进行图形初始化

#include "graphics.h"

main( )

{

int gdriver, gmode;

detectgraph(&gdriver, &gmode); /*自动测试硬件*/

printf("driver is %d, mode is %d\n", gdriver,gmode); /*输出结果*/

getch();

initgraph(&gdriver, &gmode, ""); /* 根据测试结果初始化图形*/

circle(320,240,50);

circle(320,240,80);

circle(320,240,110);

getch();

closegraph();

}

上例程序中先对图形显示器自动检测，然后再用图形初始化函数进行初始化设置。其中，closegraph()为退出图形状态的函数，其调用格式为：voidfarclosegraph(void)；调用该函数后可退出图形状态而进入文本方式，并释放用于保存图形驱动程序和字体的系统内存。同时TurboC提供了一种更简单的初始化图形的方法，即用gdriver=DETECT语句后再跟initgraph()函数就行了。比如，上例可改为例2的样子。

例2：

#include "graphics.h"

main()

{

int gdriver=DETECT, gmode;

initgraph(&gdriver, &gmode, "");

circle(320,240,50);

circle(320,240,80);

circle(320,240,110);

getch();

closegraph();

}

屏幕颜色的设置

对于图形模式的屏幕颜色设置，同样分为背景色的设置和前景色的设置。在Turbo c中分别使用以下两个函数：

void far setbkcolor (int color); 设置背景色

void far setcolor (int color); 设置作图色

其中color为图形方式下颜色的规定数值，符号常数及数值如下所示。

符号常数数值含义字符或背景

BLACK 0 黑两者均可

BLUE 1 兰两者均可

GREEN 2 绿两者均可

CYAN 3 青两者均可

RED 4 红两者均可

MAGENTA 5 洋红两者均可

BROWN 6 棕两者均可

LIGHTGRAY 7 淡灰两者均可

DARKGRAY 8 深灰只用于字符

LIGHTBLUE 9 淡兰只用于字符LIGHTGREEN 10 淡绿只用于字符LIGHTCYAN 11 淡青只用于字符

LIGHTRED 12 淡红只用于字符LIGHTMAGENTA 13 淡洋红只用于字符YELLOW 14 黄只用于字符

WHITE 15 白只用于字符

BLINK 128 闪烁只用于字符

清除图形屏幕内容使用清屏函数，其调用格式如下void far cleardevice(void);

有关颜色设置、清屏函数的使用请看例3。

例3：

#include "stdio.h"

#include "graphics.h"

main()

{

int gdriver, gmode, i,j;

gdriver=DETECT;

initgraph(&gdriver, &gmode, ""); /*图形初始化*/ setbkcolor(0); /*设置图形背景*/

cleardevice();

for(i=0; i<=15; i++)

{

setcolor(i); /*设置不同作图色*/

circle(319, 239, 20+i*15); /*画半径不同的圆*/ delay(3000); /*延迟3000毫秒*/

}

for(i=0; i<=15; i++)

{

setbkcolor(i); /*设置不同背景色*/

cleardevice();

for(j=0; j<=15;j++)

{

setcolor(j); /*设置不同作图色*/

circle(319, 239, 20+j*15); /*画半径不同的圆*/ delay(3000);

}

}

getch();

closegraph();

}

另外，TURBO C也提供了几个获得现行颜色设置情况的函数。

int far getbkcolor(void); 返回现行背景颜色值。

int far getcolor(void); 返回现行作图颜色值。

int far getmaxcolor(void); 返回最高可用的颜色值。

基本图形函数

基本图形函数包括画点，线以及其它一些基本图形的函数。本节对这些函数作一全面的介绍。

画点

1. 画点函数void far putpixel(int x, int y, int color);该函数表示有指定的象元画一个按color 所确定颜色的点。对于颜色color的值可从上表中获得而对x,y是指图形象元的坐标。在图形模式下，是按象元来定义坐标的。对VGA适配器，它的最高分辨率为640x480，其中640为整个屏幕从左到右所有象元的个数，480为整个屏幕从上到下所有象元的个数。屏幕的左上角坐标为(0,0)，右下角坐标为(639, 479)，水平方向从左到右为x轴正向，垂直方向从上到下为y轴正向。TURBO C的图形函数都是相对于图形屏幕坐标，即象元来说的。关于点的另外一个函数是：int fargetpixel(int x, int y); 它获得当前点(x, y)的颜色值。

2. 有关坐标位置的函数

int far getmaxx(void); 返回x轴的最大值。

int far getmaxy(void); 返回y轴的最大值。

int far getx(void); 返回游标在x轴的位置。

void far gety(void); 返回游标有y轴的位置。

void far moveto(int x, int y); 移动游标到(x, y)点，不是画点，在移动过程中亦画点。

void far moverel(int dx, int dy); 移动游标从现行位置(x, y)移动到(x+dx, y+dy)的位置，移动过程中不画点。

画线与线型设定

1. 画线函数

TURBO C提供了一系列画线函数，下面分别叙述：

void far line(int x0, int y0, int x1, int y1); 画一条从点(x0, y0)到(x1, y1)的直线。void far lineto(int x, int y); 画一作从现行游标到点(x, y)的直线。

void far linerel(int dx, int dy); 画一条从现行游标(x，y)到按相对增量确定的点(x+dx, y+dy)的直线。

void far circle(int x, int y, int radius); 以(x, y)为圆心，radius为半径，画一个圆。voidfar arc(int x, int y, int stangle, int endangle,int radius);以(x,y)为圆心，radius为半径，从stangle开始到endangle结束(用度表示)画一段圆弧线。在TURBO C中规定x轴正向为0度，逆时针方向旋转一周，依次为90,180, 270和360度(其它有关函数也按此规定不再重述)。

voidellipse(int x, int y, int stangle, int endangle,int xradius,intyradius);以(x, y)为中心，xradius，yradius为x轴和y轴半径，从角stangle开始到endangle结束画一

段椭圆线，当stangle=0，endangle=360时，画出一个完整的椭圆。

void far rectangle(int x1, int y1, int x2, inty2); 以(x1, y1)为左上角，(x2, y2)为右下角画一个矩形框。

voidfar drawpoly(int numpoints, int far *polypoints);画一个顶点数为numpoints,各顶点坐标由polypoints给出的多边形。polypoints整型数组必须至少有2倍顶点数个无素。每一个顶点的坐标都定义为x,y，并且x在前。值得注意的是当画一个封闭的多边形时，numpoints的值取实际多边形的顶点数加一，并且数组polypoints中第一个和最后一个点的坐标相同。

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