C语言之图形显示及计算机绘图技术

说明：本节教程的绘图技术为Turboc编译器，非VC6,请注意，Turboc编译器下载地址见： TC2.0

5．1 C语言图形函数及其用法

TurboC 2．0具有70多个图形库函数，其图形功能极为丰富，而且用TurboC 2．0编写和通过的程序，可以不作修改或只做很少的修改，便可以在TurboC ++或Borland C++的环境下编译运行，所以TurboC 是一种很好的图形设计语言。在这一节只介绍其中最常用的一部分，其余的图形函数及用法简介可参阅其它参考书。所有这些图形函数均在头文件“graphics．h”中定义，所以，凡是在程序中要调用这些图形函数，都必须在程序文件的开头写上文件包含命令：

#include＜graphics．h＞

5．2图形系统管理

在一般缺省情况下，屏幕为80列、25行的文本方式。在文本方式下，所有的图形函数均不能操作，因此在使用图形函数绘图之前，必须将屏幕显示适配器设置为一种图形模式，这就是通常所说的“图形方式初始化”。在绘图工作完毕之后，又要使屏幕回到文本方式，以便进行程序文件等的编辑工作。TurboC 2．0提供了14个函数，来进行对图形系统的控制和管理工作。

5．2．1图形方式初始化

图形方式初始化是通过函数initgraph来完成的。其调用格式为：

initgraph(*gdriver，*gmode，*path)；

函数initgraph的功能是通过从磁盘上装入一个图形驱动程序来初始化图形系统，并将

系统设置为图形方式。调用该函数须用三个参数，其含义为：

①gdriver：是一个整型值，用来指定要装入的图形驱动程序，该值在头文件graphics．h

中定义，见表5．1。

表5．1图形驱动程序

除DETECT外，表中每一个量均对应于一种图形驱动程序。如果使用DETECT，则由系统自动检测图形适配器的最高分辨率模式，并装入相应的图形驱动程序。

②gmode：是一个整型值，用来设置图形显示模式。不同的图形驱动程序有不同的图形显示模式，即使是在同一个图形驱动程序下，也可能会有几种图形显示模式。图形显示模式决定了显示的分辨率、可同时显示的颜色的多少、调色板的设置方式以及存储图形的页数。几种不同的图形显示模式见表5．2。

表5．2图形显示模式

③path：是一个字符串，用来指明图形驱动程序所在的路径。如果驱动程序就在用户当前目录下，则该参数可以为空字符串，否则应给出具体的路径名。一般情况下，TurboC安装在C盘的TC目录中，则该路径为：C：＼TC，如果写在参数中则为：”C：\\tc”。

以上介绍了initgraph函数中的三个参数的含义。注意，前两个参数实际上是整型指针，调用时应加上地址运算符“＆”。下面举例说明：

假设我们在例子中使用VGA图形驱动程序，图形显示模式为VGAHI，即VGA高分辩率图形模式，分辨率为640×480。则initgraph函数的调用方式如下：

int gdriver，gmode；

gdriver＝VGA；

gmode＝VGAHI；

initgraph(&gdriver，&gmode，“C：\\tc”)；

也可以用整型常数代替符号常数，如：

int gdriver＝9，gmode＝2；

initgraph(&gdriver，&gmode，”C：\\tc”)；

这两种方式是等效的。

另外，还可以使用DETECT模式，由系统自动对硬件进行检测，并把图形显示模式设

置为检测到的驱动程序的最高分辨率。如：

int gdriver＝DETECT，gmode；

initgraph(&gdriver，&gmode，“C：\\tc”)；

5．2．2关闭图形方式

在运行图形程序绘图结束后，又要回到文本方式，以进行其他工作，这时应关闭图形方式。关闭图形方式要用函数closegraph。其调用格式为：

closegraph()；

函数closegraph的作用是：释放所有图形系统分配的存储区，恢复到调用initgraph之前的状态。函数closegraph不需参数。

5.3屏幕管理

TurboC 2．0提供了11个函数，用于对屏幕和视图区等进行控制管理。

5．3．1设置视图区

在图形模式下，可以用函数setviewport在屏幕上定义一个视图区。视图区相当于一个

用于绘图的窗口。视图区的位置用屏幕绝对坐标定义，并且可以把视图区设置为裁剪和不裁剪两种状态。

函数setviewport的调用格式为：

setviewport(x1，y1，x2，y2，c)；

函数调用中的五个参数均为整型，其中：

x1，y1：为视图区的左上角坐标。

x2，y2：为视图区的右下角坐标。

c：为裁剪状态参数。当c＝1时，则超出视图区的图形部分被自动裁剪掉；当c＝0时，则对超出视图区的图形不作裁剪处理。

应注意：视图区建立以后，所有的图形输出坐标都是相对于当前视图区的，即视图区左上角点为坐标(0，0)点，而与图形在屏幕上的位置无关。

5．3．2清除视图区

清除视图区用函数clearviewport。它的作用是清除掉当前的视图区，将当前点(cp：current point)位置设置于屏幕左上角(0，0)点。所以执行后，原先设置的视图区将不复存在。函数的调用格式为：

clearviewport()；

5．3．3清屏

清除屏幕使用函数cleardevice。它的作用是立即清除全屏幕。并将当前点位置设置为原点(0，0)。但是其他的图形系统设置将保持不变，如线型、充填模式、文本格式和模式等；如果设置了视图区，则视图区的设置不变，包括当前点位置设置在视图区的左上角。

清屏函数的调用格式为：

cleardevice();

5．4绘图函数

绘图函数是编写绘图程序的基础，也是任何一种图形软件的核心内容。从理论上来说，

用象素点几乎可以画出任何图形，但毕竟是效率太低。为此，Turbo C的BGI(Borland

Graphics Interface)提供了大量的基本绘图函数，以方便图形设计。

在用绘图函数作图时，要随时注意画图的“当前点位置”，它是绘图的起始位置。也就是说，图形总是从当前点开始画。画完一个图形后，有时当前点的位置不变，仍在原来的位置；而有时则要把当前点移到新的位置。此外，为了从指定位置开始作图，有时需要先移动当前点位置，然后再作图。这些，在调用绘图函数的时候要注意。

5．4．1直线类函数

用直线类函数绘制直线图形，可以用两种坐标：一种是绝对坐标；另一种是相对坐标。

①line函数

用line函数可以在指定的两点之间画一条直线段。其调用格式为：

1ine(x1，y1，x2，y2)；

参数x1，y1，x2，y2均为整型，使用绝对坐标。其中(x1，y1)和(x2，y2)分别为直线的两个端点坐标。

用line函数画线时，其当前点的位置不变。

例如，下面的调用可在屏幕上(VGA)画出一条对角线，

line(0，0，639，479)；

如果已知三角形的三个顶点坐标分别为：(x1，y1)、(x2，y2)和(x3，y3)，则用下面的语句可以把该三点连成一个三角形：

line(x1，y1，x2，y2)；

line(x2，y2，x3，y3)；

line(x3，y3，x1，y1)；

② lineto函数

lineto函数用于从当前点位置到指定位置之间画一条直线，并改变当前点的位置。所以

执行的结果是，在画线到指定点的同时也把当前点的位置移到了指定点(即直线的终点)。其调用格式为：

lineto(x，y)；

参数x，y为指定点坐标，均为整型。

③ moveto函数

函数moveto用于移动当前点位置，并不画线。其调用格式为：

moveto(x，y)；

参数x，y用于指定新的当前点位置坐标，用整型，使用绝对坐标。调用的结果是将当前点位置移到点(x，y)处。例如：

moveto(40，100)；

结果是将当前点位置移到了(40，100)处。

moveto函数和lineto函数配合使用，可以在两点之间画直线。例如：

moveto(40，100)；

lineto(200，300)；

上面的语句是先把当前点移到(40，100)处，然后从该点画线到(200，300)处。画线结束后，当前点位置在(200，300)处。

用moveto函数和lineto函数结合，改写画上面提到的三角形的语句是这样的：

moveto(x1，y1)；

lineto(x2，y2)；

lineto(x3，y3)；

lineto(xl，y1)；

画图结束，当前点又回到点(x1，y1)处。

④linerel函数

linerel函数用相对坐标画线。其功能是从当前点位置开始画线到指定点位置，该指定点位置的坐标不是以绝对坐标的形式给出，而是以其相对于当前点(即直线起点)位置的坐标增量给出的。其调用格式为：

linerel(dx，dy)；

参数dx，dy用整型，是相对于直线起点的坐标增量。linerel函数改变当前点位置到指定点处。

假设当前点位置坐标是(x，y)，则

linerel(dx，dy)；  等效于

lineto(x十dx，y十dy)；

⑤moverel函数

moverel函数的功能与moveto函数相似，但它使用的是相对坐标，它使当前点位置在x和y方向上分别移动一个增量。其调用格式为：

moverel(dx，dy)；

参数dx，dy为整型，是相对于当前点位置的增量。

下面举几个实际的绘图例子，来说明上面这些函数在使用上的差别：

设要过四点(160，120)，(480，120)，(480，360)和(160，360)画一个矩形,用不同的函数其绘图程序可以是：

[例程序5．1](用1ine函数画)

#include＜graphics．h＞

main()

{

int gdriver＝DETECT，gmode；

initgraph(&gdriver，&gmode，“c：\\tc”)；

cleardevice()；

line(160，120，480，120)；

line(480，120，480，360)；

line(480，360，160，360)；

line(160，360，160，120)；

getch()；

closegraph()；

}

[例程序5．2](用1ineto函数画)

#include＜graphics．h＞

main()

{

int gdriver＝DETECT，gmode；

initgraph(&gdriver，&gmode，“c：\\tc”)；

cleardevice();

moveto(160，120)；

lineto(480，120);

lineto(480，360)；

lineto(160，360)；

lineto(160，120)；

getch()；

closegraph()；

}

[例程序5．3](用linerel函数画)

#include＜graphics.h＞

main()

{

int gdriver＝DETECT,gmode；

initgraph(&gdriver，&gmode，“c：\\tc”)；

cleardevice()；

moveto(160，120)；

linerel(320，0);

linerel(0，240);

lincrel(-320，0);

linerel(0， -240)；

getch()：

closegraph()；

}

以上程序中均调用了函数getch。函数getch的功能是从键盘无回显地取一个字符。所

以可以从以上三个程序的进程中看出，当程序绘图结束后，即要执行语句“getch()；”。它等待从键盘输入—个字符(即敲任意键)，在敲任意键之前，图形—直保持在屏幕上。如敲—下任意键，则马上关闭图形方式(即执行语句closegraph()；)，回到文本方式。

5．4．2圆弧类函数

①circle函数

函数circle，用于以指定圆心和半径的方式画圆。其调用格式为：

circle(x，y，r)；

参数x，y，r均为整型。其中(x，y)为指定的圆心坐标；r为圆的半径。例如：

circle(320，240，100);

的调用结果是：以点(320，240)为圆心，以100为半径画—个整圆。

②arc函数

arc函数用于画圆弧。其调用格式为：

arc(x，y，angs,ange，r)；

函数调用时所需的五个参数均为整型。其中：

x，y：为圆弧所在圆的圆心坐标。

angs、ange：分别为圆弧的起始角和终止角，单位为“度”。

r：为圆弧的半径。

例如以下的调用：

arc(320，240，90，180，100)；

的结果是以点(320，240)为圆心，100为半径，从90度到180度画了四分之一个圆的圆弧。

当圆弧的起始角angs＝0，终止角ange＝360时，则可以画出一个整圆。

②ellipse函数

函数ellipse用于画椭圆弧或椭圆。其调用格式为：

ellipse(x，y，angs，ange，xr，yr)；

函数的参数均为整型。其中：

x，y：为椭圆的中心坐标。

angs，ange：分别为椭圆弧的起始角和终止角，单位为“度”。

xr，yr：分别为椭圆的水平轴半轴和垂直轴半轴。

如果angs＝0，ange＝360，则可以画出一个完整的椭圆。

另外：

xr＞yr：则画出长轴为水平方向的椭圆或椭圆弧；

xr＜yr：则画出长轴为垂直方向的椭圆或椭圆弧；

xr＝yr：则可以画出圆或圆弧。

下面的一个例子是调用ellipse函数画出一个椭圆群。

[例程序5．4]

#include＜graphics．h＞

main()

{

int a＝150，b；

int gdriver＝DETECT，gmode；

initgraph(&gdriver，&gmode，“c：\\tc”)；

cleardevice();  ‘

for(b＝10；b＜＝140；b十＝10)

ellipse(320，240，0，360，a—b，b)；

getch()；

closegraph()；

}

5．4．3多边形

①rectangle函数

函数rectangle用于绘制矩形。其调用格式为：

rectangle(x1，y1，x2，y2)；

参数x1，y1，x2，y2均为整型。

函数的功能是以点(x1，y1)为矩形的左上角点，以点(x2，y2)为矩形的右下角顶点，画

一个正方的矩形。

上面例程序5．1中画的矩形，可以用函数rectangle的一次调用完成：

rectangle(160，120，480，360)；

②drawpoly函数

函数drawpoly可用于画一条多边折线。其调用格式为：

drawpoly(nps，*pxy)；

它有两个参数。第一个参数nps是一个整型数据，它表示所画多边折线的顶点数；第二个参数pxy是一个整型数组的数组名，该数组中存放了nps个顶点的坐标值序列。

例如，有一个名为xy的数组中存放了4个顶点的坐标为[x1，y1，x2，y2，x3，y3，x4，

y4]，则调用方式为：

drawpoly(4，xy)；

如果最后一个点的坐标与第一个点的坐标相同，则利用drawpoly函数便可以画出一个

封闭的多边形。此时，坐标点的数目应该是多边形的顶点数加1，即让最后一个顶点和第一个点重合。

5．5图形属性控制

图形的属性控制包括控制颜色和线型。颜色又有背景色和前景色之分。背景色指的是

屏幕的颜色，即绘图时的底色；前景色指的是绘图时图形线条所用的颜色。

任何绘图函数都是在当前的颜色（包括背景色和前景色)和线型的状态下进行绘图的。

在前面所举的四个例程序中没有提当前的颜色和线型，那是因为用了系统的缺省值。系统的缺省值是：背景色为黑色，前景色为白色，线型为实线。

如果绘图时要用系统缺省值以外的颜色和线型，则可以利用图形属性控制函数另行设置。

5．5．1 setbkcolor函数

函数setbkcolor用于设置绘图时的背景颜色。其调用格式为：

setbkcolor(color)；

参数color为一个整型数据，代表所取的颜色，可以用整型常数，也可以用符号常数，见表5．3。

表5．3

例如，要把背景色设置成浅蓝，可以如下调用：

setbkcolor(LIGHTBLUE)；

或：setbkcolor(9)；

两种调用方式，效果相同。

5．5．2 setcolor函数

函数setcolor用于设置前景颜色，即绘图用的颜色。调用格式为：

setcolor(color);

参数color的含义和用法见setbkcolor函数。

下面的例程序可以演示16种颜色。

[例程序5．5]

#include＜graphics．h＞

main()

{

int cb，cf；

int gdriver＝DETECT，gmode；

initgraph(＆gdriver,＆gmode，“c：\\tc”)；

cleardevice()；

for(cb＝0；cb＜＝15；cb十十)

{setbkcolor(cb)；

for(cf＝0;cf＜＝15；cf十十)

{setcolor(cf)；

circle(100十cf*25，240，100);}

getch()；}

getch()；

closegraph()；}

5．5．3 setlinestyle函数

函数setlinestyle用于设置当前绘图所用的线型和宽度，这些设置限于对直线类图形有

效。其调用格式如下：

setlinestyle(sty，pat，b)；

该函数所用的三个参数含义如下：

·sty：为整型值，用来定义所画直线的类型。见表5.4所示。

表中前四种为系统预定义的类型，第五种留给用户自定义用。

·pat：为无符号整型数。该参数在需要用户自定义线型时使用。如果是使用前四种系

统预定义的线型，则该参数可取0值。

·b：为整型数，指定所画直线的粗细，以象素为单位。见表5．5所示。

表5．4

表5．5

当函数setlinestyle的第—个参数为USERBIT_LINE(或4)时，可以由用户自己定义

直线类型。此时，第三个参数的意义同前。直线的类型在第二个参数中定义，该参数是一个16位二进制码，每一位(bit)表示一个象素，某一位置l时表示直线上相应位置有显示，置0时为空白。例如：

1111111111111111

16位全置l，因此是画一条实线。而

1010101010101010

隔位置1，因此是画一条点线。

在实际编写程序时，一般把16位二进制数转换为4位十六进制数，每4位二进制数转

换为1位十六进制数。故上面的两个例子转换为十六进制数为：FFFF和AAAA。

函数调用方法为：

setlinestyle(4，OxAAAA，1)；

用这种方法，可以根据需要定义各种线型。

下面所举的例子程序，演示了系统预定义的四种线型。

[例程序5．6]

#include＜graphics．h＞

main()

{

int i，j，c，x＝50，y＝50，k＝1；

int gdriver＝DETECT，gmode；

printf(“input color number.＼n”)；

scanf(“％d”，&c)；

initgraph(&gdriver，&gmode，“c：\\tc”)；

cleardevice();

setbkcolor(11)；

setcolor(c)；

for(j＝1；j＜＝2；j十十)

{

for(i＝0；i＜4；i十十)

{

setlinestyle(i，0，k)；

rectangle(x，y，X十210，y十80)；

x＝x十110；y＝y十40；

}

k＝3；

x＝50；y＝250；

}

getch()；

closegraph()；

}

5．6充填

5．6．1 setfillstyle函数

函数setfillstyle用来设置当前充填模式和充填颜色，以便用于充填一个指定的封闭

域。其调用格式为：

setfillstyle(pattern，color)；

参数pattern用于指定充填的模式。系统有11种预定义的模式，见表5.6所示。

表5．6

第二个参数color指定充填用颜色

5．6．2 floodfill函数

函数floodfill实施对一指定区域进行充填操作，其充填模式和颜色已由setfillstyle函

数指定。其调用格式为：

floodfill(x，y，bcolor)；

参数(x，y)指位于充填区域内任意一点的坐标，该点作为充填的起始点。bcolor为充填

区域的边界颜色。例：

setcolor(RED)；

circle(320，240，150)；

setfillstyle(SOLID_FILL，GREEN)；

floodfill(320，240，RED)；

该段程序的作用是，用红颜色画了一个圆，然后用绿色色块充填该圆。

下面的例程序演示充填情况。

[例程序5．7]

#include＜graphics．h＞

main()

{

int i，c，x＝5，y＝6；

int gdriver＝DETECT，gmode；

printf(“input color number．＼n”)；

scanf(“％d”，&c)；

initgraph(&gdriver，&gmode，”c：\\tc”)；

cleardevice()；

setbkcolor(9)；

for(i＝c；i＜c十8；i十十)

{

setcolor(i)；

rectangle(x，y，x十140，y十104)；

x＝x十70；y＝y十52;

setfillstyle(1，i)；

floodfill(x，y，i)；}

getch()；

closegraph()；

}

5．6．3其它充填函数

以下所列的几个充填函数，均须事先由函数setfillstyle指定当前的充填模式和颜色。

① fillellipse函数

函数fillellipse用于画一个充填的实椭圆，用当前颜色画出边线。其调用格式为：

fillellipse(x，y，rx，ry)；

四个参数均为整型，其中：

x，y：为椭圆的中心坐标。

rx，ry：分别为椭圆的水平和垂直半轴长。

②sector函数

函数sector用于画一个充填的椭圆扇区，用当前颜色画出边线。其调用格式为：

sector(x，y，angs，ange，rx，ry)；

参数使用说明参阅函数ellipse。

③fillpoly函数

函数fillpoly用于画并充填一个多边形(必须利用首末两点重合以确保多边形封闭)，边

线用当前颜色画出。其调用格式为：

fillpoly(nps，*pxy)；

函数的参数说明参阅前面的drawpoly函数。

5．7图形方式下的文本

5．7．1 BGI字体

在图形方式下，BGI提供了两种输出文本的方式：一种是位映象字符(或称点阵字符）；

另一种是笔划字体(或称矢量字符)。其中位映象字符为缺省方式，即在一般情况下输出文本时，都是以位映象字符显示的。

笔划字体不是以位模式表示的，每个字符被定义成一系列的线段或笔划的组合。笔划字体可以灵活地改变其大小，而且不会降低其分辨率。系统提供了4种不同的笔划字体，即：小号字体、三倍字体、无衬线字体和黑体(哥特字体)。每种笔划字体都存放在独立的字体文件中，文件扩展名为．chr，在一般情况下，安装在bgi目录下。为了使用笔划字体，必须装入相应的字体文件。

5．7．2文本输出

①settextstyle函数

函数settextstyle用于在使用笔划字体之前装入字体文件。其调用格式为：

settextstyle(font，direction，csize)；

函数所需的三个参数，其含义如下：

．font：是一个整型数，用来指定所使用的字体，其取值见表5.7。

表5．7

．direction：  是一个整型数。用来指定文本的输出方向，取值见表5.8。

表5．8

·csize：是一个整型数，表示字符的大小。该参数实际上是—个放大系数，它表示对8×8点阵的放大倍数，其取值的范围是1一10，它既影响点阵字符，也影响笔划字体。

调用settextstyle函数后,设置了输出字符的字体、输出方向及大小，这些设置将影响下

面的outtext和outtextxy所产生的文本输出。

C语言研究中心(www.dotcpp.com)

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