В системе программирования pascal abc составьте программы для создания следующих изображений

Обновлено: 04.07.2024

Целью работы является разработка графического проекта в среде программирования PascalАВС.

Перед собой мы ставили следующие задачи:

1)Познакомиться с историей становления языка программирования PascalАВС.

2)Изучить основные понятия графики, функции и процедуры работы с графикой PascalАВС.

3) Освоить навыки создания графических изображений в среде программирования PascalАВС

В настоящее время Pascal — один из наиболее известных языков программирования, который используется для обучения программированию в старших классах и на первых курсах вузов, и является базой для ряда других языков.

Pascal ABC разработан в 2002 году сотрудниками факультета математики, механики и компьютерных наук Южного федерального университета (Ростов-на-Дону, Россия) во главе со Станиславом Станиславовичем Михалковичем. Целью авторов было создание обучающей среды программирования, более современной, чем Borland Pascal и Turbo Pascal, более простой для изучения.

Язык Pascal является традиционным алгоритмическим языком. Правильная программа представляет собой формальную запись средствами языка некого алгоритма. Любая программа состоит из двух основных частей: описание последовательных действий и описание данных, которыми оперируют эти действия. Кроме того программа снабжена заголовком, который задает имя программы и завершается программа символом точки. Описание данных в программе предшествует описанию действий и должно содержать упоминание о всех объектах используемых в программе. Таким образом, общая структура программы выглядит следующим образом:

  • заголовок программы;
  • раздел описания переменных;
  • раздел действий;
  • точка.

Множество графических процедур и функций среды программирования Pascal собраны в модуле Graph . Для подключения библиотеки графических функций и процедур необходимо подключить модуль к вашей программе строкой Uses graph.

Положение каждой точки изображения задано координатами Х и У. Координаты- целые числа, они задают номера колонки и строки и не зависят от физического размера экрана. Оси координат направлены следующим образом: горизонтальная ось Х направлена слева направо; вертикальная ось У направлена сверху вниз; верхний левый угол имеет координаты(0, 0).

Очевидно, что запись изображения требует хранения информации о положении множества точек, для каждой из которых должен быть задан цвет. Цветное изображение получается смешиванием трех основных цветов – красного, зеленого и синего. Такая модель представления цвета называется моделью RGB ( Red - Green - Blue )

Стандартный модуль GraphABC системы PascalABC содержит типы, константы, переменные, процедуры и функции, позволяющие создавать изображения в специально графическом окне.

Рассмотрим конкретные примеры программ, в которых реализованы графические возможности системы Паскаль АБЦ .

Задача 1. Нарисовать 4 неподвижные окружности и одну окружность которая будет проходить через остальные окружности и будет менять свой цвет.

program animation ; (заголовок программы, всегда пишется английскими буквами, может содержать цифры, пробел нельзя )

uses GraphABC ; ( подключаем графический модуль)

var i : integer ; ( описание переменной, слово integer показывает,что i – целое число,I – будет отвечать за изменяющуюся координату )

SetWindowSize ( 400 , 400 ); (установим размер окна, в котором появиться изображение)

LockDrawing ; (рисуем картинку в памяти компьютера не выводя промежуточный вариант сразу на экран)

//Движение от первой точки до второй

for i := 100 to 300 do (цикл с параметром)

SetBrushColor ( clWhite ); (установка цвета окружности)

Circle ( 100 , 100 , 20 ); ( окружность (1 и 2 координата центра, 3 радиус)

Circle ( 300 , 100 , 20 );

Circle ( 100 , 300 , 20 );

Circle ( 300 , 300 , 20 );

SetBrushColor ( clBlack ); (установка черного цвета)

Circle ( i , 100 , 20 );

//Движение от второй точки до третьей

for i := 100 to 300 do

Circle ( 100 , 100 , 20 );

Circle ( 300 , 100 , 20 );

Circle ( 100 , 300 , 20 );

Circle ( 300 , 300 , 20 );

Circle ( 300 , i , 20 );

//Движение от третьей точки до четвертой

for i := 300 downto 100 do

Circle ( 100 , 100 , 20 );

Circle ( 300 , 100 , 20 );

Circle ( 100 , 300 , 20 );

Circle ( 300 , 300 , 20 );

Circle ( i , 300 , 20 );

//Движение от четвертой точки до первой

for i := 300 downto 100 do

Circle ( 100 , 100 , 20 );

Circle ( 300 , 100 , 20 );

Circle ( 100 , 300 , 20 );

Circle ( 300 , 300 , 20 );

Circle ( 100 , i , 20 );

RedRaw ; (вызывает перерисовку всей картинки)

Uses GraphAbc; // подключим графическую библиотеку GraphAbc

SetWindowSize(1000,500); //установим размер окна

lockdrawing; (рисуем картинку в памяти компьютера не выводя промежуточный вариант сразу на экран)

repeat ( начинается цикл с постусловием)

clearwindow;( очищает графическое окно белым цветом)

SetPenColor(clRed);( устанавливает цвет пера, задаваемый параметром color.)

SetBrushColor(clRed);( устанавливает цвет кисти, задаваемый параметром color.

Rectangle(x,100,x+300,300);(задаем координаты прямоугольника с изменениями)

Circle(x+100,300,50); задаем координаты прямоугольника с изменениями)

sleep(50); (скорость движения рисунка)

until x>windowwidth (условие завершения анимации)

var xx, i: integer;

procedure Parovoz(x: integer);

line(x+400,300,x+361,329); (чертим линию между точками)

lineto(x+400,300); ( вычерчивает линию от последнего положения указателя до точки с координатами)

floodfill(x+399,303,clSilver); // закрашиваем замкнутую область серебрянным цветом

Для работы с графикой в pascal abc используется модуль GraphABC. Для его подключения используется следующий код:

uses GraphABC; begin . end.

Система координат в Паскале соответствует экранной системе координат и выглядит следующим образом:

Система координат в паскале

Управление цветом

Для того, чтобы использовать цвет, необходимо применить этот цвет к инструменту перо:

или использовать для заливки:

После чего можно использовать процедуры для рисования геометрических фигур.

clBlack – черный
clPurple – фиолетовый
clWhite – белый
clMaroon – темно-красный
clRed – красный
clNavy – темно-синий
clGreen – зеленый
clBrown – коричневый
clBlue – синий
clSkyBlue – голубой
clYellow – желтый
clCream – кремовый
clAqua – бирюзовый
clOlive – оливковый
clFuchsia – сиреневый
clTeal – сине-зеленый
clGray – темно-серый
clLime – ярко-зеленый
clMoneyGreen – цвет зеленых денег
clLtGray – светло-серый
clDkGray – темно-серый
clMedGray – серый
clSilver – серебряный

Точки, отрезки и ломаные

Для отображения точки в паскале используется процедура:

точки в паскале

uses GraphABC; begin SetPixel(300,200,clred); end.

Для рисования линии используется:

паскаль линия

uses GraphABC; begin SetPenColor(clgreen); line(100,50,500,250); end.

ломаные в паскале

Ломаные можно рисовать с помощью процедур MoveTo (x1, y1) и LineTo (x2, y2) .
Процедуры работают в паре: MoveTo передвигает курсор в определенную точку, а процедура LineTo рисует линию с этой точки до точки, определенной параметром данной процедуры.

uses GraphABC; begin . SetPenColor(clblue); MoveTo (x1, y1); LineTo (x2, y2); LineTo (x3, y3); LineTo (x4, y4); LineTo (x5, y5); end.

Задание 0: При помощи операторов SetPenColor(), LineTo (x2, y2) и MoveTo (x1, y1) нарисовать квадрат и равносторонний треугольник.

[Название файла: L4_2task0.pas ]

Для установки размеров графического окна используется процедура

Рисование фигур

прямоугольник в паскале

uses GraphABC; begin Rectangle(50,50,200,200); end.

Фигуры с заливкой

uses GraphABC; begin Rectangle(50,50,200,200); FloodFill(100,100,clBlue); end.

Line(x1,y1,x2,y2);
LineTo(x,y);

треугольник в паскале

uses GraphABC; begin setpenwidth(20); setpencolor(clred); moveTo(300,100); lineTo(500,300); lineto(100,300); lineto(300,100); floodfill(300,200,clgreen); end.

Окружность можно нарисовать с помощью процедуры:

круг в паскале

uses GraphABC; begin Circle(500,200,100); FloodFill(500,200,clred); end.

Дуга окружности

uses GraphABC; Begin SetPenWidth(10); Arc(300,250,150,45,135); end.

[Название файла: L4_2task1.pas ]

[Название файла: L4_2task2.pas ]

Функция random для использования окраски

* раскрасить круги случайным цветом

[Название файла: L4_2task3.pas ]

[Название файла: L4_2task4.pas ]

графика паскаль abc.net

Задание 5:
Воспроизвести изображение при помощи программы:

[Название файла: L4_2task5.pas ]

алгоритм штриховки на паскале

Нарисовать штриховку на Паскале можно, используя процедуры рисования прямоугольника и линии:

Программа будет выглядеть следующим образом:

1_1

uses graphABC; var i, x1, x2, y1, y2, N: integer; h, x: real; begin x1 := 100; y1 := 100; x2 := 300; y2 := 200; N := 10; Rectangle (x1, y1, x2, y2); h := (x2 - x1) / (N + 1); x := x1 + h; for i:=1 to N do begin Line(round(x), y1, round(x), y2); x := x + h; end; end.

Задание 6:
Нарисуйте шахматную доску.

[Название файла: L4_2task6.pas ]

Анимация в Паскале

Анимация в программировании заключается в том, что сначала рисуется фигура цветным инструментом, затем с тем же координатами рисуется та же фигура белым цветом. После чего происходит сдвиг фигуры и действия повторяются.

Пример: Воспроизвести движение круга по горизонтали.

uses GraphABC; var x:integer; begin x:=40; repeat SetPenColor(clWhite); Circle(x,100,10); SetPenColor(clBlack); Circle(x,100,10); x:=x+1 until x>600; end.


Задание 7: Выполнить анимацию движения квадрата по следующей траектории:

Приветствие ребят! Проверка присутствующих и готовность их к уроку!

II. Актуализация ЗУНов

Работа по карточкам

I вариант:

1) Переведите выражение из обычной записи в линейную:

2) Переведите выражение из линейной записи в обычную математическую:

3) Напишите программу нахождения значения выражения на языке программирования Pascal ABC:

II вариант:

1) Переведите выражение из обычной записи в линейную:

2) Переведите выражение из линейной записи в обычную математическую:

3) Напишите программу нахождения значения выражения на языке программирования Pascal ABC:

III вариант:

1) Переведите выражение из обычной записи в линейную:

2) Переведите выражение из линейной записи в обычную математическую:

3) Напишите программу нахождения значения выражения на языке программирования Pascal ABC:

III. Подготовка к изучению нового материала

Для того чтобы узнать тему нашего занятия, я предлагаю разгадать небольшой кроссворд.

  1. Команда начала программы Pascal
  2. Оператор вывода информации на экран
  3. Оператор ввода информации на экран
  4. Команда, рисующая эллипс на экране
  5. Команда, устанавливающая цвет кисти
  6. Команда, рисующая отрезок на экране
  7. Команда, рисующая на экране прямоугольник
  8. Команда, рисующая на экране дугу окружности

Ключевое слово GRAPHICA.

Тема нашего урока: «Графические возможности языка программирования Pascal ABC»

IV. Объяснение нового материала

Компьютерная графика в Паскале – область информатики, изучающая методы и свойства обработки изображений с помощью программно-аппаратных средств.
Представление данных на компьютере в графическом виде впервые было реализовано в середине 50-х годов. Сначала, графика применялась в научно-военных целях.
Построение графических изображений в Паскале, исследование графиков функций, одной из важных и интересных тем программирования.
Обычно экран компьютера находится в символьном режиме, а для переключения экрана в графический режим необходимо подключение модуля graphABC. В результате этого, экран очищается и переходит в цветной графический режим.
При работе в графическом режиме изображение на экране строится из точек (пиксель). Каждый пиксель на экране имеет координаты (X,Y), которые образуются номерами столбцов (Х) и строк (Y). Нумерация начинается в верхнем левом углу. Именно в этом углу расположен пиксель с координатами (0,0). Координата Х растет вправо, координата Y – вниз.


Любая графическая картинка формируется из простых геометрических фигур. Это точки, отрезки (линии), прямоугольники, окружности и т.д. Графические координаты принимают только целочисленные значения.
Рисование различных геометрических фигур осуществляется с помощью специальных стандартных команд (процедур). Команды для работы в графическом режиме хранятся в библиотечном модуле GraphAbc, который описывается в разделе описаний с помощью зарезервированного слова Uses. В модуле GraphAbc с помощью команды setwindowsize(X,Y) можно задавать размеры графического окна.
По умолчанию графическое окно будет принимать размеры экрана компьютера.

Стандартные цвета с задаются символическими константами:

clBlack черный clYellow желтый
clWhite белый clNavy темно-синий
clRed красный clMaroon темно-красный
clGreen зеленый clPurple фиолетовый
clBrown коричневый clCream кремовый
clBlue синий clAqua бирюзовый
clSkyBlue голубой clOlive оливковый
clFuchsia сиреневый clTeal сине-зеленый
clGray темно-серый clMedGray серый
clLime ярко-зеленый clSilver серебряный

Процедура Line(x1,y1,x2,y2) вычерчивает прямую линию из точки (х1,y1) в точку (x2,y2) цветом установленным процедурой SetPenColor(c).
Процедура Rectangle(x1,y1,x2,y2) рисует прямоугольник, где (х1,y1) координаты верхней левой точки, а (х2,y2) – правой нижней.
Процедура FillRect(x1,y1,x2,y2: integer) – заливает прямоугольник, заданный координатами противоположных вершин (x1,y1) и (x2,y2), цветом текущей кисти.
Процедура Сircle(x,y,r) рисует окружность с центром в точке (х,y) и радиусом r.
Закрасить замкнутую фигуру можно с помощью процедуры FloodFill(х,у,c), (х,у) – координата точки внутренней области фигуры, c – цвет заливки.
Процедура СlearWindow(color) устанавливает цвет графического окна. Закрасить прямоугольник и круг можно, используя команду закраски кистью SetBrushColor (color).

Процедуры для ввода текста:

TextOut(x,y: integer; s: string) – выводит строку s в позицию (x,y) (точка (x,y) задает верхний левый угол прямоугольника, который будет содержать текст из строки s);
SetFontSize(size: integer) – устанавливает размер текущего шрифта в пикселях;
SetFontColor(c: Color) – устанавливает цвет текущего шрифта;
SetFontStyle(fs: integer) – устанавливает стиль текущего шрифта.

А теперь попробуем нарисовать домик вместе.

Пример программы рисования домика:

(преподаватель демонстрирует и объясняет, а обучающиеся повторяют каждую строчку)


Uses graphABC;
Begin

line(100,100,150,50);
line(150,50,200,100);
line(200,100,100,100);
floodfill(120,90,clgreen);

Измените размер домика и поменяйте цвета самостоятельно.

V. Практическая работа (закрепление изученного материала)

В современных компьютерах изображения на экране строятся в виде растров, и всегда прямоугольных.

Пример растра и изображения, построенного на нем:

Пример растра и изображения

На рисунке вы видите сильно увеличенную картинку, на самом же деле элементарные точки, из которых состоит изображение, или пиксели, должны быть очень маленькими, чтобы глаз воспринимал картинку как единое целое. Пиксель ( Pixel ) – сокращение от Picture Element (элемент рисунка).

Экраны цветных мониторов состоят из прямоугольной решетки точек (пикселей), светящихся разным цветом. Каждый цветной пиксель образован тремя более мелкими по площади участками красного, зеленого и синего цветов. При свечении этих участков с разной интенсивностью цвета смешиваются, создавая элементы изображения различных оттенков и яркости.

Важной характеристикой растра является его расширение, т.е. количество точек (пикселей) на единицу длины. Чем это число выше, тем более мелкими являются сами пиксели, и, соответственно, более плотно они располагаются на плоскости, что и приводит к тому, что мы воспринимаем их как единое, цельное изображение. Из года в год разрешающая способность мониторов, принтеров, сканеров и т.п. растет.

Итак, на растровом устройстве отображения любая фигура состоит из множества точек пикселей. Естественно, положение каждой точки изображения задано координатами X и Y . Координаты – целые числа, они задают номера колонки и строки растра и не зависят от физического размера экрана. Оси координат направлены следующим образом: горизонтальная ось X направлена слева направо; вертикальная ось Y направлена сверху вниз; верхний левый угол имеет координаты (0,0).

Очевидно, что запись изображения требует хранения информации о положении множества точек, для каждой из которых должен быть задан цвет. Цветное изображение получается смешиванием трех основных цветов – красного, зеленого и синего. Такая модель представления цвета называется моделью RGB ( Red - Green - Blue ). Управляя интенсивностью компонентов, можно получить различные оттенки и степени интенсивности цвета. В частности, для получения градаций серого надо взять интенсивности трех основных цветов равными друг другу.

В современных SVGA мониторах предусмотрено, как правило, по 2 6=64 уровня интенсивности каждого из основных цветов, таким образом, в целом можно получить (2 6) 3=262144 цвета. Для представления большего числа цветов необходим больший объем памяти. Один бит может кодировать два цвета: 1 – белый, 0 – черный. Два бита могут хранить 2 2=4 цветовых комбинации, 4 бита – 16, 8 бит – 256, 16 бит – 65536, 32 бита – 4294967296.

Если для каждой точки задавать уровни красного, зеленого и синего цветов, то потребуется достаточно большой объем памяти для хранения информации об изображении. Для сокращения объема памяти используются палитры. При этом ограничиваются некоторым количеством цветов, например 16 или 256, каждому из цветов присваивается номер (соответственно, от 0 до 15 или от 0 до 255), и при записи изображения используют именно этот код. «Точка цвета номер 5». Информация о палитре, то есть данные, сколько красного, зеленого и синего нужно взять для получения «цвета номер 5», хранится и используется отдельно от записи изображения.

Важное понятие в машинной графике – графический примитив – совокупность пикселей, определяющая некоторую геометрическую фигуру. Наиболее распространенные примитивы – это точка, линия, прямоугольник, закрашенный прямоугольник, окружность и эллипс.

Растровые изображения обладают одним очень существенным недостатком: их трудно увеличивать или уменьшать, т.е. масштабировать. При уменьшении растрового изображения несколько соседних точек преобразуются в одну, поэтому теряется разборчивость мелких деталей. При увеличении – увеличивается размер каждой точки, поэтому появляется ступенчатый эффект. Кроме того растровые изображения занимают много места в памяти.

Чтобы избежать указанных проблем, изобрели так называемый векторный способ кодирования изображений.

Векторный способ представления графики заключается в том, что геометрические фигуры, кривые и прямые линии, составляющие рисунок, хранятся в памяти компьютера в виде математических формул и геометрических абстракций: круг, квадрат, эллипс и т.п. Для каждого примитива существуют свои характерные параметры. Например, для отрезка – это координаты концов; для окружности – координаты центра и радиус. Т.е. размеры, кривизна, местоположение элементов изображения хранятся в виде числовых коэффициентов. Благодаря этому появляется возможность масштабировать изображения, поворачивать, подвергать любым другим геометрическим преобразованиям с помощью простых математических операций, в частности, простым умножением параметров на коэффициент масштабирования. При этом качество изображения не меняется.

Формирование изображения на экране

Из книги Румянцева Дмитрия, Монастырского Леонида «Путь программиста: Опыт созидания личности программиста». – М.: «Издательский Дом ИНФРА-М», 2000.

Программисту не обязательно знать технические подробности конструкции монитора, но общее представление о его схеме он иметь должен. Еще важнее представлять, как программа работает с памятью, когда осуществляет вывод информации на какое-либо из устройств визуального отображения, подключенных к компьютеру.

Участок оперативной памяти компьютера, где хранится информация об изображении, появляющемся на экране, называется видеопамятью. Иногда эту область называют видеобуфером. Видеопамять занимает определенную область в адресном пространстве оперативной памяти компьютера, следовательно, видеопамять имеет ограниченный размер.

Видеопамять и похожа, и в то же время не похожа на RAM . Обычная память соединена с центральным процессором специальным устройством, которое называется шина данных. Не останавливаясь подробнее на конструкции шины данных, скажем лишь, что это просто пакет проводов, количество которых кратно двум. Можно сказать, что чем больше проводов в пакете, тем быстрее происходит обмен данными между процессором и памятью. Современные Pentium -машины имеют 32-разрядную шину, т.е. процессор может сразу читать 4 байта из памяти (и столько же в нее записывать). Разрядность шины данных – одно из самых узких мест в конструкции компьютера.

Видеопамять, как и любая другая память, соединена с процессором шиной данных. Но видеопамять, кроме того, подключена к специальной электронной схеме, которая на основе данных, хранящихся в видеобуфере, формирует изображение на экране. Физически экранное изображение обновляется 60 раз в секунду – с такой частотой упомянутая электронная схема осуществляет сканирование видеобуфера. Поэтому любое изменение состояния видеобуфера практически мгновенно (с точки зрения человека, смотрящего на экран) приводит к изменению изображения на экране.

Электронная схема, сканирующая видеобуфер и преобразующая двоичные числа в видеосигнал, называется адаптером видеодисплея или просто видеоадаптером.

Сегодня все большую популярность приобретают так называемые жидкокристаллические мониторы. Но большинство действующих сегодня мониторов по-прежнему представляют собой устройства, изображения в которых строится с помощью электронно-лучевой трубки. Напомним еще раз известный из курса физики принцип формирования изображения, получаемого в этом случае.

Этот способ называется растровым сканированием. Изображение «рисуется» тщательно сфокусированным электронным лучом. Поток электронов «бомбардирует» экран, покрытый специальным светящимся веществом – люминофором. Места, в которые ударяются электроны, начинают фосфоресцировать. В каждой точке свечение затухает приблизительно в течение нескольких сотых долей секунды, поэтому необходимо постоянно повторять «бомбардировку» поверхности экрана. Это задача специального устройства – электронной пушки. Наводчик электронной пушки (специальное электронное устройство) рассматривает весь экран как последовательность множества линий. Он «простреливает» последовательно каждую линию – слева направо, точка за точкой.

Движение луча по экрану происходит с огромной скоростью. Чтобы изображение, которое воспринимает человек, не было мерцающим, весь цикл – от первой до последней строки – должен быть закончен за 1/60 секунды (или еще быстрее). Следовательно, за секунду происходит не менее 60 проходов луча по всему экрану, строка за строкой. Такая схема формирования изображения называется растром. После того, как луч доходит до последней точки последней строки (до правого нижнего угла экрана), он мгновенно по диагонали переносится в начало первой строки экрана (левый верхний угол), и процесс повторяется.

Формирование цветного изображения осуществляется не одним, а тремя электронными лучами (красным, зеленым и синим), перемещающимся по экрану одновременно. Три луча подсвечивают сразу три элемента экрана, расположенных на очень незначительном угловом расстоянии друг от друга, поэтому человеческий глаз воспринимает эти три элемента как одну точку. Благодаря различной интенсивности свечения каждой из трех точек и эффекту аддитивного смешения трех цветов такая составная точка может иметь любой цветовой оттенок. Качество изображения тем выше, чем меньше расстояние между двумя отдельными точками. В современных мониторах расстояние между точками не превышает 0.25–0.26 мм.

Вернемся к видеоадаптеру. Помимо всего прочего, он должен подавать специальные синхронизирующие сигналы электронной пушке для правильного формирования изображения на экране. Первый синхронизирующий сигнал – V -сигнал – подается для начала сканирования экрана; второй сигнал – H -сигнал – для начала сканирования очередной строки. Кроме того, видеоадаптер должен управлять интенсивностью сканирующего луча. Интенсивность луча может меняться при прохождении каждой растровой точки, а значит можно произвольно менять и интенсивность свечения точки.

Существует два принципиально разных способа указания интенсивности свечения пикселя.

Первый применяется в так называемых цифровых мониторах. В этом случае для каждой точки монитору подается информация об ее интенсивности в виде двоичного числа. Используя аддитивную модель, передавая два бита для каждого цвета (красный, зеленый и синий), из которых формируется цвет точки, можно получить 64 цвета (4*4*4). Однако при увеличении количества цветов нужно увеличивать и количество битов для каждого цвета (т.е. количество проводов для каждого цвета).

Поэтому конструкторы мониторов, в конце концов, отказались от цифровой схемы и пришли к аналоговой. При этой схеме сигналы V и H остаются по-прежнему цифровыми, а сигналы о трех составляющих цвета становятся аналоговыми и поступают по трем проводам. На каждом проводе поддерживается напряжение от 0 до 1 вольта с плавным переходом из одного состояния в другое. Ноль вольт на проводе указывает на отсутствие свечения, 1 вольт – на максимальное свечение. При такой схеме каждый из трех цветов условно может принимать бесконечное число оттенков. Следовательно, таким образом можно задавать десятки миллионов цветов.

Работа с графикой в Паскале

Инициализация графического режима. Множество графических процедур и функций среды программирования Pascal собраны в модуле Graph . Для подключения библиотеки графических функций и процедур необходимо подключить модуль к вашей программе строкой

Формирование изображения на экране

Программисту не обязательно знать технические подробности конструкции монитора, но общее представление о его схеме он иметь должен. Еще важнее представлять, как программа работает с памятью, когда осуществляет вывод информации на какое-либо из устройств визуального отображения, подключенных к компьютеру.

Участок оперативной памяти компьютера, где хранится информация об изображении, появляющемся на экране, называется видеопамятью. Иногда эту область называют видеобуфером. Видеопамять занимает определенную область в адресном пространстве оперативной памяти компьютера, следовательно, видеопамять имеет ограниченный размер.

Видеопамять и похожа, и в то же время не похожа на RAM . Обычная память соединена с центральным процессором специальным устройством, которое называется шина данных. Не останавливаясь подробнее на конструкции шины данных, скажем лишь, что это просто пакет проводов, количество которых кратно двум. Можно сказать, что чем больше проводов в пакете, тем быстрее происходит обмен данными между процессором и памятью. Современные Pentium -машины имеют 32-разрядную шину, т.е. процессор может сразу читать 4 байта из памяти (и столько же в нее записывать). Разрядность шины данных – одно из самых узких мест в конструкции компьютера.

Видеопамять, как и любая другая память, соединена с процессором шиной данных. Но видеопамять, кроме того, подключена к специальной электронной схеме, которая на основе данных, хранящихся в видеобуфере, формирует изображение на экране. Физически экранное изображение обновляется 60 раз в секунду – с такой частотой упомянутая электронная схема осуществляет сканирование видеобуфера. Поэтому любое изменение состояния видеобуфера практически мгновенно (с точки зрения человека, смотрящего на экран) приводит к изменению изображения на экране.

Электронная схема, сканирующая видеобуфер и преобразующая двоичные числа в видеосигнал, называется адаптером видеодисплея или просто видеоадаптером.

Сегодня все большую популярность приобретают так называемые жидкокристаллические мониторы. Но большинство действующих сегодня мониторов по-прежнему представляют собой устройства, изображения в которых строится с помощью электронно-лучевой трубки. Напомним еще раз известный из курса физики принцип формирования изображения, получаемого в этом случае.

Этот способ называется растровым сканированием. Изображение «рисуется» тщательно сфокусированным электронным лучом. Поток электронов «бомбардирует» экран, покрытый специальным светящимся веществом – люминофором. Места, в которые ударяются электроны, начинают фосфоресцировать. В каждой точке свечение затухает приблизительно в течение нескольких сотых долей секунды, поэтому необходимо постоянно повторять «бомбардировку» поверхности экрана. Это задача специального устройства – электронной пушки. Наводчик электронной пушки (специальное электронное устройство) рассматривает весь экран как последовательность множества линий. Он «простреливает» последовательно каждую линию – слева направо, точка за точкой.

Движение луча по экрану происходит с огромной скоростью. Чтобы изображение, которое воспринимает человек, не было мерцающим, весь цикл – от первой до последней строки – должен быть закончен за 1/60 секунды (или еще быстрее). Следовательно, за секунду происходит не менее 60 проходов луча по всему экрану, строка за строкой. Такая схема формирования изображения называется растром. После того, как луч доходит до последней точки последней строки (до правого нижнего угла экрана), он мгновенно по диагонали переносится в начало первой строки экрана (левый верхний угол), и процесс повторяется.

Формирование цветного изображения осуществляется не одним, а тремя электронными лучами (красным, зеленым и синим), перемещающимся по экрану одновременно. Три луча подсвечивают сразу три элемента экрана, расположенных на очень незначительном угловом расстоянии друг от друга, поэтому человеческий глаз воспринимает эти три элемента как одну точку. Благодаря различной интенсивности свечения каждой из трех точек и эффекту аддитивного смешения трех цветов такая составная точка может иметь любой цветовой оттенок. Качество изображения тем выше, чем меньше расстояние между двумя отдельными точками. В современных мониторах расстояние между точками не превышает 0.25–0.26 мм.

Вернемся к видеоадаптеру. Помимо всего прочего, он должен подавать специальные синхронизирующие сигналы электронной пушке для правильного формирования изображения на экране. Первый синхронизирующий сигнал – V -сигнал – подается для начала сканирования экрана; второй сигнал – H -сигнал – для начала сканирования очередной строки. Кроме того, видеоадаптер должен управлять интенсивностью сканирующего луча. Интенсивность луча может меняться при прохождении каждой растровой точки, а значит можно произвольно менять и интенсивность свечения точки.

Существует два принципиально разных способа указания интенсивности свечения пикселя.

Первый применяется в так называемых цифровых мониторах. В этом случае для каждой точки монитору подается информация об ее интенсивности в виде двоичного числа. Используя аддитивную модель, передавая два бита для каждого цвета (красный, зеленый и синий), из которых формируется цвет точки, можно получить 64 цвета (4*4*4). Однако при увеличении количества цветов нужно увеличивать и количество битов для каждого цвета (т.е. количество проводов для каждого цвета).

Поэтому конструкторы мониторов, в конце концов, отказались от цифровой схемы и пришли к аналоговой. При этой схеме сигналы V и H остаются по-прежнему цифровыми, а сигналы о трех составляющих цвета становятся аналоговыми и поступают по трем проводам. На каждом проводе поддерживается напряжение от 0 до 1 вольта с плавным переходом из одного состояния в другое. Ноль вольт на проводе указывает на отсутствие свечения, 1 вольт – на максимальное свечение. При такой схеме каждый из трех цветов условно может принимать бесконечное число оттенков. Следовательно, таким образом можно задавать десятки миллионов цветов.

Инициализация графического режима. Множество графических процедур и функций среды программирования Pascal собраны в модуле Graph . Для подключения библиотеки графических функций и процедур необходимо подключить модуль к вашей программе строкой

Взаимодействие программы и видеосистемы в графических режимах обеспечивают драйверы. Драйверы собраны в файлах, имеющих расширение BGI : CGA . BGI , EGAVGA . BGI , HERC . BGI , IBM 8514. BGI , ATT . BGI , PC 3270. BGI и др. Драйвер – это специальная программа, осуществляющая управление тем или иным техническим средством ПК. Графический драйвер управляет графическим адаптером в графическом режиме.

Графические возможности конкретного адаптера определяются разрешением экрана, т.е. общим количеством пикселей, а также количеством цветов. Кроме того, многие адаптеры могут работать с несколькими графическими страницами.

Для инициализации графического режима используется процедура:

Где Driver – переменная типа integer , определяющая тип графического драйвера; Mode – переменная того же типа, задающая режим работы графического адаптера; Path – выражение типа string , содержащее путь доступа к файлу драйвера.

Читайте также: