Графика в Turbo Pascal

Разделы: Информатика

Вид занятия: комбинированное занятие.

Цели занятия:

  • дидактическая:
    – закрепление пройденного материала;
    – обобщение и систематизация знаний о среде программирования Паскаль;
    – освоение приемов построения простых вычислительных алгоритмов и их программирование на языке Turbo Pascal;

  • воспитательная:
    – формирование мировоззрения у студентов;
    – формирование мотивации к изучению предмета “Основы алгоритмизации и программирования”;
    – формирование чувства коллективизма, дружбы;

  • развивающая:
    – развитие логического мышления;
    – развитие навыков работы с системой программирования.

Межпредметные связи: связь c алгеброй и геометрией.

Внутрипредметные связи: связь с разделами геометрии, процедуры, функции.

Обеспечение занятия: компьютер + большой экран, карточки для студентов, раздаточный материал с заданиями на закрепление, интерфейс среды программирования Turbo Pascal.

Основная литература:

  1. Попов В.Б. Turbo Pascal для школьников: учебное пособие. – М.: ФИНАНСЫ И СТАТИСТИКА, 2002.
  2. Гусева.А.И. Учимся информатике: задачи и методы их решения. – М.: Диалог – МИФИ, 2001.
  3. Шауцукова Л.З. Информатика: –М.: Просвещение, 2003.

Дополнительная литература:

  1. Информатика: учебник Под ред. Н.В. Макаровой
  2. Правильный многоугольник. /Информатика. Еженедельное приложение к газете “ПЕРВОЕ СЕНТЯБРЯ”. – 1998. № 30

Требования к результатам усвоения учебного материала.

Студенты должны знать: 

  • особенности среды Turbo Pascal;
  • особенности работы в графическом режиме CRAPH;
  • стандартные процедуры и функции модуля CRT;
  • стандартные процедуры и функции модуля CRAPH.

Студенты должны уметь:

  • производить необходимые действия с программой;
  • работать в графическом режиме;
  • правильно применять стандартные процедуры и функции модуля CRT;
  • правильно применять стандартные процедуры и функции модуля CRAPH.

Содержание занятия

1. Организационный момент.

Приветствие. Проверка присутствующих. Постановка цели. Формирование мотивации к изучению темы.

2. Изучение нового материала.

Понятие графического адаптера.

Аппаратная поддержка графики персонального компьютера обеспечивается двумя основными модулями: видеоадаптером и видеомонитором. Видеомонитор – это устройство, на котором появляется выводимый текст или графические изображения. Видеоадаптеры – это электронные устройства, управляемые собственным микропроцессором.

При работе с экраном в графическом режиме очень важным является то, что любая информация представляет собой совокупность пикселей. Каждый пиксель определяется своими координатами, т.е. положением относительно левого верхнего угла экрана. С помощью программ можно управлять светимостью и цветом любого пикселя, т.е. создавать любое изображение.

Рассмотрение работы в графическом режиме:

Для управления экраном в графическом режиме с помощью программ в Turbo Pascal существуют специальные графические процедуры и функции. Описание этих процедур и функций содержится в специальном библиотечном модуле CRAPH.

Запуск графической системы. Для запуска графической системы необходимо сделать следующее:

  1. Подключить модуль CRAPH – библиотеку графических процедур: uses graph;
  2. Установить графический режим с помощью двух переменных:

    var DriverVar, ModeVar: integer;
    begin
    DriverVar:=Detect;
    InitGraph(DriverVar, ModeVar,’\TP\GRAPH’);

С этого момента все графические средства доступны пользователю.

Процедуры и функции модуля CRAPH

Процедуры.

Arc (X,Y:Integer; U1, U2, R:Word)

Строит дугу окружности текущим цветом с текущими параметрами линии. X, Y – координаты центра дуги; U1 – угол до начальной точки дуги, отсчитываемый против часовой стрелки от горизонтальной оси, направленной с лева на право; U2 – угол до конечной точки дуги, отсчитываемый так же, как U1; R – радиус дуги.

Bar (X1, Y1, X2, Y2:Integer)

Строит прямоугольник, закрашенный текущим цветом с использованием текущего стиля (орнамента, штриховки). X1, Y1, X2, Y2 – координаты левого верхнего и правого нижнего углов прямоугольника.

Bar3D (X1, Y1, X2, Y2:Integer; Glubina: Word; Top:Boolean)

Строит параллелепипед, используя текущий стиль и цвет. X1, Y1, X2, Y2 – координаты левого верхнего и правого нижнего углов передней грани; Glubina – ширина боковой грани (отсчитывается по горизонтали); Top – признак включения верхней грани (если True – верхняя грань вычерчивается, False – не вычерчивается).

Circle (X, Y: Integer; R: word)

Рисует текущим цветом окружность радиуса R с центром в точке (X, Y).

ClearDevice

Очищает графический экран, закрашивает его в цвет фона.

ClearViewPort

Очищает выделенное графическое окно, закрашивает его в цвет фона.

CloseGraph

Закрывает графический режим, т. е. освобождает память, распределенную под драйверы графики и файлы шрифтов, и восстанавливает текстовый режим работы экрана.

Ellipse (X, Y: Integer; U1, U2, XR, YR: Word)

Рисует дугу эллипса текущим цветом. X, Y – координаты центра эллипса; U1, U2 – углы до начальной и конечной точек дуги эллипса (см. процедуру Arc); XR, XY – горизонтальная и вертикальная полуоси эллипса.

Fill Ellipse (X, Y: Integer; U1, U2, XR, YR: Word)

Рисунт заштрихованный эллипс, используя X, Y как центр и XR, YR как горизонтальную и вертикальную полуоси эллипса.

FillPoly (N: Word; Var PolyPoints)

Рисует и штрихует многоугольник, содержащий N вершин с координатами в поле PolyPoints.

InitGraph (Var Driver, Mode:Integer; Path: String)

Организует переход в графический режим. Переменные Driver и Mode содержат тип графического драйвера и его режим работы. Третий параметр определяет маршрут поиска графического драйвера. Если строка пустая (т.е. равна ’’), считается, что драйвер находится в текущем каталоге.

Line (X1, Y1, X2, Y2:Integer)

Рисует линию от точки X1, Y1, до точки X2, Y2.

LineTo (X,Y:Integer)

Рисует линию от текущего указателя к точке X, Y.

MoveTo (X,Y:Integer)

Смещает текущий указатель к точке X, Y.

OutTextXY (X,Y:Integer; TextString: String)

Выводит текст в заданное место экрана.

PieSlice (X,Y:Integer; U1, U2, Radius: Word)

Строит сектор круга, закрашенный текущей штриховкой и цветом заполнения. X, Y – координаты центра сектора круга; U1 и U2 – начальный и конечный углы сектора, отсчитываемые против часовой стрелки от горизонтальной оси, направленной в право; Radius – радиус сектора.

PutPixel (X,Y:Integer; Color: Word)

Выводит точку цветом Color с координатами X, Y.

Rectangle (X1, Y1, X2, Y2)

Рисует контур прямоугольника, используя текущий цвет и тип линий. X1, Y1 – координаты левого верхнего угла прямоугольника; X2, Y2 - координаты левого правого нижнего угла прямоугольника.

Sector (X, Y: Integer; U1, U2, XR, YR: Word)

Рисует и штрихует сектор эллипса радиусом XR, YR с центром в X, Y от начального угла U1 к конечному углу U2.

SetBkColor (Color: Word)

Устанавливает цвет фона.

SetColor (Color: Word)

Устанавливает основной цвет рисования.

SetFillStyle (Pattern, Color: Word)

Устанавливает образец штриховки и цвета.

SetLineStyle (LineStyle, Pattern, Thickness: Word)

Устанавливает толщину и цвет линии.

SetTextStyle (Font, Direction, CharSize: Word)

Устанавливает текущий шрифт, направление (горизонтальное или вертикальное) и размер текста.

SetViewPort (X1, Y1, X2, Y2:Integer; ClipOn: Boolean)

Устанавливает прямоугольное окно на графическом экране. Параметр ClipOn определяет “отсечку” элементов изображения, не умещающихся в окне.

Функции.

GetMaxX и GetMaxY

Возвращает значения максимальных координат экрана в текущем режиме работы соответственно по горизонталь и вертикали.

GraphResult

Возвращает значение GrOk, соответствующее коду 0, если все графические операции программы выполнились без ошибок, или возвращает числовой код ошибки (от -1 до -14).

Закрытие видеорежима. Когда все запланированные графические работы выполнены, необходимо выйти из графического режима. Это делается с помощью не имеющей параметров процедуры ClozeGraph. В процессе выполнения эта процедура освобождает память, распределенную под драйверы графики, файлы шрифтов и промежуточные данные, и восстанавливает режим работы адаптера в то состояние, в котором он находился до выполнения инициализации системы.

Использование процедур и функций при решении задач. Рассмотрение структуры программы.

Построить правильный многоугольник с заданным числом сторон.

Решение.

Центр многоульника совмещаем с центром экрана. Пусть N – число его сторон. Центральный угол стороны Angle=2 * Pi / N. Начальную вершину многоугольника поместим на горизонтальной оси (правее центра). Угол наклона i-й вершины к оси Х составляет Angle * i, а ее центральные координаты X, Y –

X = round (R*cos(Angle*i));
Y = round (R*sin(Angle*i));

Где R – радиус описанной окружности.

Проводим i-ю сторону, соединяя линией найденную i-ю и предыдущую вершины. Выполнив это построение для всех i от 1 до N, получим наш многоугольник. (Отметим, что N-я вершина совпадает с начальной .)

{ Построение правильного многоугольника с N сторонами}
uses graph, crt;
Const
   PrD:real=80; { Длина диаметра описанной окружности в % от высоты экрана}
   PATH=’’; { файлы *.BGI находятся в рабочем каталоге}
Var
   W,H,gd,gm,i,N,X,Y.R:integer;
   Angle:real;
{ переход от центральных координат к экранным}
procedure WH (var W,H:integer); { ширина и высота экрана}
begin
   { функция GetMaxX и GetMaxY возвращают максимальные значения соответствующих экранных        координат}
   W:=( GetMaxX+1); { ширина}
   H:=( GetMaxY+1); { высота}
end;
Function Xscr (X:integer):integer;
Begin Xscr:=X + W div 2 end;
Function Yscr (Y:integer):integer;
Begin Yscr:=H div 2 – Y end;
BEGIN
  repeat
     write (‘ Укажите число сторон правильного многоугольника, не менее 3’);
    readln(N);
  until N>2;
  gd:=DETECT;
  initgraph (gd,gm,path);
  WH(W,H); { определяем ширину и высоту экрана}
  R:=round(PrD*0.01/*H/2); { радиус описанной окружности}
  Angle :=2*pi/N; { центральный угол стороны в радиусах}
  MoveTo (Xscr(R), Yscr(0)); { первая вершина в экранных координатах}
  SetColor (Yellow); { цвет многоугольника - желтый}
  For i:=1 to N do begin {цикл сторон}
  {X и Y – центральные координаты очередной вершины}
  X:=round (R*cos(Angle*i));
  Y:= round (R*sin(Angle*i));
  {проводим очередную сторону}
  LineTo (Xscr(X), Yscr(Y));
  End; {цикл сторон}
  Repeat until keypressed; { выход – нажатием любой клавиши}
  CloseGraph; { переход в текстовый режим}
End.

3. Закрепление и обобщение изученного материала.

Закрепление изученного материала рекомендую провести следующим образом. Группу студентов разделить на две команды и провести состязание. Состязание содержит три задания.

  1. Построить график функции y=sin(x) (y=cos(x)). График приведен в Приложении 1.
  2. Разгадать кроссворд по процедурам модуля GRAPH. Представлен в Приложении 2.
  3. Составить программу, выводящую на экран визитную карточку учебного заведения.

4. Домашнее задание.

[1, с. 367 - 387]. Решить задачи 7, 10 на стр. 420, построить график функции другого варианта.

5. Итоги занятия.

Выставление оценок за работу в командах. “Чему мы сегодня научились?” (Перечисляем, вспоминаем.) “Гости сами решат, к какой компании обратиться за изготовлением программных продуктов”.