張亞寧，劉春光，吳詩帆

基于VC++的二維繪圖程序設(shè)計(jì)

張亞寧，劉春光，吳詩帆

（91550部隊(duì)，遼寧 大連 116023）

對(duì)工程數(shù)據(jù)進(jìn)行繪圖是數(shù)據(jù)分析中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，基于VC++開發(fā)環(huán)境從數(shù)據(jù)讀取、選定坐標(biāo)范圍、繪制數(shù)據(jù)曲線等方面對(duì)二維數(shù)據(jù)繪圖程序設(shè)計(jì)流程進(jìn)行了詳細(xì)描述，通過繪圖實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了程序的正確性和科學(xué)性，具有一定的工程意義。

VC++；二維數(shù)據(jù)；測量設(shè)備；繪圖軟件

1 緒論

在工程實(shí)踐中，對(duì)測量設(shè)備或傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示、事后分析等工作較為普遍[1]。通過計(jì)算機(jī)繪制出的數(shù)據(jù)曲線走勢對(duì)數(shù)據(jù)分析具有重要的意義。當(dāng)前使用較廣泛的繪圖軟件有AutoCAD、Solidworks、MATLAB、OriginPro等，經(jīng)過多年的發(fā)展，以上繪圖軟件的功能較完善。在實(shí)際工程中，有時(shí)需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行較快速度的處理，或者需要與計(jì)算機(jī)硬件接口進(jìn)行信息互換，此時(shí)，利用上述繪圖軟件處理不方便。Visual Studio C++是Microsoft公司推出的一款基于Windows平臺(tái)、可視化的集成開發(fā)環(huán)境，在其平臺(tái)下開發(fā)的程序具有效率高、占用內(nèi)存低、與硬件接口銜接方便等特點(diǎn)[2-4]?；诖?，本文利用VC++平臺(tái)開發(fā)了二維數(shù)據(jù)繪圖程序，并進(jìn)行了數(shù)據(jù)繪圖實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)證明了程序的可行性和科學(xué)性，具有一定的工程意義。

2 程序?qū)崿F(xiàn)

程序設(shè)計(jì)主要分為4部分，分別是：①獲取數(shù)據(jù)；②選定坐標(biāo)范圍；③繪制坐標(biāo)刻度及標(biāo)注；④繪制數(shù)據(jù)曲線。程序各模塊代碼的實(shí)現(xiàn)如下。

2.1 獲取數(shù)據(jù)

獲取數(shù)據(jù)是程序處理的源頭，在工程中數(shù)據(jù)獲取分為實(shí)時(shí)獲取和事后獲取。實(shí)時(shí)獲取主要從計(jì)算機(jī)硬件接口獲取，而事后獲取可以從文本、表格等文件中獲取。本文以從TXT文本文件獲取數(shù)據(jù)為例進(jìn)行程序設(shè)計(jì)：

因不同文件數(shù)據(jù)的行數(shù)列數(shù)一般不同，所以在定義數(shù)據(jù)存儲(chǔ)數(shù)組前，需要先編寫程序獲取數(shù)據(jù)的行數(shù)和列數(shù)。同時(shí)，因?yàn)閿?shù)組的維數(shù)一般用常量來定義，本程序選擇動(dòng)態(tài)分配空間的方式定義存儲(chǔ)數(shù)據(jù)數(shù)組[*]。數(shù)據(jù)獲取之后，通過循環(huán)語句按照行或列拆分?jǐn)?shù)組，具體如下：

2.2 確定坐標(biāo)范圍

科學(xué)、合理地選擇坐標(biāo)范圍具有重要的意義，數(shù)據(jù)范圍過大或過小都將導(dǎo)致看圖不便。本文根據(jù)數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)同理）的最大、最小值確定坐標(biāo)范圍，以數(shù)據(jù)為例程序處理如下：

x_max=max_double(x，N);//計(jì)算x的最大值x_max

x_min=min_double(x，N);//計(jì)算x的最小值x_min

x_abs_max=abs_max_double(x_max，x_min);//計(jì)算x絕對(duì)值的最大值

int x_power;//x_power為x的指數(shù)，例如：10^2

int xd_start;// xd_start為x軸的左側(cè)

int xd_end;// xd_end為x軸的右側(cè)

x_power=e_pow_double(xx_abs_max);//計(jì)算數(shù)值的10的冪次

xd_start=xx_min/pow(10，xx_power)-1;//左側(cè)邊界減少1

xd_end =xx_max/pow(10，xx_power)+1;//右側(cè)邊界增加1

坐標(biāo)軸的范圍確定之后，需要確定坐標(biāo)軸在屏幕上的位置，即：

const int psc_left=400;//繪圖左側(cè)邊界

const int psc_right=1000; //繪圖右側(cè)邊界

const int psc_up=100; //繪圖上側(cè)邊界

const int psc_down=400; //繪圖下側(cè)邊界

確定完屏幕范圍后，需要計(jì)算坐標(biāo)范圍和屏幕范圍之間的變換系數(shù)，即單位長度的數(shù)據(jù)在屏幕上的長度，計(jì)算公式為=（psc_right－psc_left）/（xd_end－xd_start）//變換系數(shù)，=（psc_down-psc_up）/（（-yd_start）－（-yd_end））//變換系數(shù)。

此處需要注意屏幕橫向是從左向右，縱向是從上向下，所以在計(jì)算和兩個(gè)變換系數(shù)時(shí)有所差異。

2.3 繪制坐標(biāo)軸

繪制坐標(biāo)軸首先需要計(jì)算出原點(diǎn)（0，0）在屏幕上的位置（0，0），根據(jù)比例關(guān)系得到的公式為：

定好原點(diǎn)（0，0）后，調(diào)用MFC中的類CPen，進(jìn)行畫圖，主要程序代碼如下：

CPen zpen，cpen; //坐標(biāo)軸zpen，坐標(biāo)刻度cpen

zpen.CreatePen(PS_SOLID，3，RGB(0，0，0));

cpen.CreatePen(PS_SOLID，2，RGB(0，0，0));

pDC->SetViewportOrg(x0，y0);// 確定原點(diǎn)

pDC->SelectObject(&zpen);//pDC指向zpen，開始畫坐標(biāo)軸

pDC->MoveTo(xd_start*pow(10，x_power)*ex，0);

pDC->LineTo((xd_end)*pow(10，x_power)*ex，0);

pDC->MoveTo(0，-(yd_end)*pow(10，y_power)*ey);

pDC->LineTo(0，-yd_start*pow(10，y_power)*ey);

pDC->SelectObject(&cpen);//pDC指向cpen，開始畫坐標(biāo)刻度

CString sTemp;

for (i=xd_start;i<=xd_end;i++){//劃大刻度

pDC->MoveTo(int(i*pow(10，x_power)*ex)，0);

pDC->LineTo(int(i*pow(10，x_power)*ex)，-8);

for (int j=1;(j<=4)&&(i

pDC->MoveTo(int((i+j*0.2)*pow(10，x_power)*ex)，0);

pDC->LineTo(int((i+j*0.2)*pow(10，x_power)*ex)，-4);}

sTemp.Format("%d"，i);//將數(shù)字“i”轉(zhuǎn)換成字符“sTemp”

pDC->TextOut(int(i*pow(10，xx_power)*ex-4)，5，sTemp);}

軸刻度的畫法與軸相同，此處不再贅述。

2.4 繪制數(shù)據(jù)曲線

坐標(biāo)軸和坐標(biāo)刻度繪制完畢之后，最后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行繪制，此處需要強(qiáng)調(diào)的是坐標(biāo)軸的變換系數(shù)和數(shù)據(jù)的變換系數(shù)必須一致，即數(shù)據(jù)的變換系數(shù)也是，。

主要程序代碼如下：

CPen pen;定義數(shù)據(jù)曲線pen畫筆

pen.CreatePen(PS_SOLID，3，RGB(255，0，0));//數(shù)據(jù)曲線特征

pDC->SelectObject(&pen);//pDC指向pen，開始畫數(shù)據(jù)曲線

for( i=0;i<=N-1;i++){

pDC->MoveTo(int(x[i]*ex)，int(-y[i]*ey));

pDC->LineTo(int(x[i]*ex)，int(-y[i]*ey));}

cpen.DeleteObject();//刪除刻度畫筆

zpen.DeleteObject(); //刪除坐標(biāo)畫筆

pen.DeleteObject(); //刪除數(shù)據(jù)畫筆

3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

程序完成后，選取兩組工程數(shù)據(jù)依次在VC++和OriginPro環(huán)境下進(jìn)行繪圖實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖1和圖2所示。

圖1 數(shù)據(jù)曲線（VC++環(huán)境）

圖2 數(shù)據(jù)曲線（OriginPro環(huán)境）

通過對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，本文設(shè)計(jì)的二維數(shù)據(jù)繪圖程序繪圖結(jié)果與OriginPro環(huán)境下的繪圖結(jié)果是一致的，證明了本文設(shè)計(jì)程序的正確性。

4 小結(jié)及展望

本文通過在VC++環(huán)境下設(shè)計(jì)繪圖程序，實(shí)現(xiàn)了高效、準(zhǔn)確地對(duì)事后數(shù)據(jù)進(jìn)行繪圖處理，下一步將針對(duì)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)繪圖顯示。

［1］ 李楊，徐潔，王春海，等.VC++高效無閃爍繪制大數(shù)據(jù)量圖形［J］.電腦編程技巧與維護(hù)，2014（2）：19-26 .

［2］賈振華.VC++程序設(shè)計(jì)項(xiàng)目實(shí)踐［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2010：36-128.

［3］和清芳.計(jì)算機(jī)圖形學(xué)原理及算法教程（Visual C++版）［M］.2版.北京：清華大學(xué)出版社，2010：39-58.

［4］王振武.計(jì)算機(jī)圖形學(xué)基礎(chǔ)［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2011：31-77.

TP311

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.17.020

2095－6835（2019）17－0048－02

張亞寧（1988—），男，碩士研究生，助理工程師，研究方向?yàn)閿?shù)據(jù)融合及目標(biāo)安全控制。

〔編輯：張思楠〕