關(guān)于C語言可視化人機界面實現(xiàn)方法研究

韓繼英

(山西職業(yè)技術(shù)學(xué)院計算機工程系，山西太原030006)

C語言是一種功能強大的計算機程序設(shè)計語言，它具有很強的數(shù)據(jù)處理能力，應(yīng)用范圍廣泛，不僅可以編寫系統(tǒng)軟件，而且還可以通過繪制三維、二維圖像以及動畫來實現(xiàn)可視化人機界面。

通常在C語言中使用頻率最高的輸出函數(shù)printf()，只能輸出文本信息，不能實現(xiàn)繪圖功能。為了實現(xiàn)這一功能，C語言的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫還提供了一個功能強大的圖形函數(shù)庫，包含了所有的圖形函數(shù)。當(dāng)程序中需要使用到任何一個或多個圖形函數(shù)時，都必須包含頭文件graphics.h，而且這些圖形函數(shù)都必須在特定的圖形模式下才能使用。但C語言的默認(rèn)模式是文本模式，在文本模式中，圖形函數(shù)無法實現(xiàn)其功能，因此，必須先將計算機模式調(diào)整為圖形模式。在圖形模式下，我們可以通過圖形函數(shù)實現(xiàn)可視化人機界面［1］。

1 圖形模式

1.1 圖形模式概述

文本模式顯示數(shù)據(jù)的最小單位是字符，屏幕被劃分為80列25行;而圖形模式是以顯示器屏幕上的每個發(fā)光點即象素為顯示數(shù)據(jù)的最小單位的［2］。在此模式下，顯示器屏幕上的象素數(shù)目是根據(jù)顯示器的分辨率確定的。例如:分辨率為1 024×768，則屏幕被劃分為768行1 024列，即每行有768個象素，每列有1 024個象素。一般情況下，顯示器分辨率越高，象素越多，則顯示的圖形效果就越精確，越光滑。

1.2 圖形模式設(shè)置

在使用C語言的圖形功能時，首先要將屏幕設(shè)置為圖形模式，如不做此項工作，則屏幕的初始模式為文本模式，無法顯示圖形。將屏幕設(shè)置成圖形模式由函數(shù)initgraph()來完成，此函數(shù)包含在頭文件graphics.h中，因此在使用時要將該文件包含到程序中。在完成圖形功能后用closegraph語句關(guān)閉圖形模式，使屏幕返回到初始的文本模式。

下面的程序給出了繪制圖形所需的必要操作，本程序在完成屏幕初始化后，畫了一條從左上角到右下角的直線。

說明:

(1)程序中定義了gdriver和gmode，并給 gdriver賦值DETECT，表示讓硬件自動監(jiān)測圖形驅(qū)動器與模式。

(2)initgraph()函數(shù)是初始化屏幕圖形模式，""中應(yīng)指明屏幕圖形模式驅(qū)動程序所在的位置，如:"c:\borlandc\bgi"，如當(dāng)前目錄包含該驅(qū)動程序時，可省略為:""，我們使用的驅(qū)動程序為EGAVGA.BGI，該驅(qū)動程序支持640×480分辨率16種顏色，分別用0～15表示*/

(3)line()函數(shù)是畫直線函數(shù)，此程序中從左上角點(0，0)到右下角點(getmaxx()，getmaxy())畫了一條直線。

(4)closegraph()函數(shù)是關(guān)閉圖形模式，退回到文本模式。

1.3 圖形模式下顯示字符

圖形模式下，有時也需要顯示字符，我們還能夠使用文件模式下的輸出函數(shù)printf()以及字符處理函數(shù)putchar()、puts()，將文本信息輸出到屏幕上。除此之外，C語言圖形函數(shù)庫還提供了專門用在圖形模式下輸出文本的一些函數(shù)，如outtextxy()等。對于輸出的文本，還可以利用圖形函數(shù)對其進行大小和顏色的設(shè)置。settextstyle()函數(shù)可以使文本在水平和垂直方向上放大相同的倍數(shù);setusercharsize()函數(shù)可以分別設(shè)置水平和垂直方向上的放大倍數(shù);setcolor()函數(shù)可以對輸出文本的顏色進行設(shè)置。

2 實現(xiàn)圖形程序獨立運行

在圖形模式設(shè)置時，需要有相應(yīng)的BGI文件，因此在將圖形模式下編寫好的程序復(fù)制到其他用戶計算機，根本無法正常運行。必須將所有的BGI文件一起復(fù)制給用戶，并且還要考慮路徑是否存在問題。因此我們需要建立一個不需要驅(qū)動程序就可以獨立運行的可以執(zhí)行圖形程序的有效方法，具體實現(xiàn)步驟如下:

1)使用命令:C:TC＞BGIOBJEGAVGA

把原有的 EGAVGA.BGI驅(qū)動程序轉(zhuǎn)換為 EGAVGA。OBJ目標(biāo)文件。

2)使用命令:C:TC＞TLINK C:TCLIBGRAPHICS.LIB+EGAVGA

把已經(jīng)建立的OBG目標(biāo)文件裝入到GRAPHICS.LIB庫文件中。

3)為了能夠通知連接程序?qū)GAVGA驅(qū)動程序在連接時可以裝入到用戶的執(zhí)行程序中，應(yīng)在調(diào)用initgraph()函數(shù)前面加上語句:

registerbgidriver(EGAVGA_driver);

應(yīng)用上面方法處理以后，經(jīng)過編譯連接生成的執(zhí)行程序就能夠在任意目錄下運行了。

3 實現(xiàn)簡單動畫

由于人的眼睛在視覺訊號分辨時，都會出現(xiàn)視覺暫留現(xiàn)象。醫(yī)學(xué)證明:當(dāng)一個物體的影象或者一幅畫面消失后，留在人眼睛視網(wǎng)膜上的映像還可以保留1/24秒。動畫、電視以及電影都是利用了人的這一視覺暫留特性，快速地顯示一連串圖形，并在每張圖形上做一些小小的修改，從而達(dá)到動畫的效果。

C語言中有一種邏輯運算稱為“異或”運算。“異或”運算是指操作數(shù)1與操作數(shù)2的非同操作數(shù)1的非與操作數(shù)2的或的結(jié)果。例如:

0異或0=0

1異或0=1

0異或1=1

1異或1=0

由于0異或1結(jié)果為1，所以任何兩種不相同的顏色值進行按位異或時，除和黑色進行按位異或后結(jié)果為原色外，其余都變成了和這兩種顏色不同的另外一種顏色。因此，在實現(xiàn)動畫時，可以將兩種顏色值按位進行異或，從而模擬這兩種顏色的重疊。即通過按位異或兩個圖形中相應(yīng)的像素值來模擬這兩個圖形的重疊，從而不用顧及背景色，一直保持他們的可見性。任何一個數(shù)在和另一個數(shù)異或兩次后，就可以還原。也就是說，在繪制圖形時，如果在同一個坐標(biāo)繪制兩次某個圖形，則這個圖形就會消失，變?yōu)楸尘吧?/p>

因此，我們可以很輕松地利用異或技術(shù)來實現(xiàn)簡單動畫過程。先在屏幕上用某種顏色采用異或方式繪制一幅圖，接著在同一個位置采用異或方式再畫一次，將該圖抹掉，然后根據(jù)運動軌跡在新的位置采用異或方式繪制第二幅圖，同樣再用異或方式繪制一次，將此畫面消失，如此反復(fù)，直到繪制完最后一幅圖為止［3］。在這個過程中，每幅畫都繪制了兩次，一次顯示，一次擦除，只是每幅畫的位置有所不同。

下面是應(yīng)用異或方式實現(xiàn)繪制一個運動的圓的例子。

本例采用異或方式重畫，畫點開銷較小，是繪制動畫最好的選擇。

4 結(jié)束語

本文主要是研究了在C語言的圖形模式下，利用圖形函數(shù)，采用異或方式，較好地實現(xiàn)了可視化人機界面［4］。這種方式操作方便，易于理解，是解決可視化人機界面有效的一種方式。

［1］楊寶華，袁志樹，文昌辭.應(yīng)用軟件人機界面優(yōu)化的研究［J］.電腦知識與技術(shù)，2009(18):4817－4818.

［2］王士元.C高級適用程序設(shè)計［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2001.

［3］程書紅，王毅.用C語言實現(xiàn)圖形動畫設(shè)計［J］.電腦開發(fā)與應(yīng)用，2010，23(2):78 －80.

［4］蔡青，蔡華.可視化技術(shù)及其發(fā)展［N］.計算機世界網(wǎng)，1996－06－13.