基于VC++的二維繪圖程序設計

張亞寧，劉春光，吳詩帆

基于VC++的二維繪圖程序設計

張亞寧，劉春光，吳詩帆

（91550部隊，遼寧 大連 116023）

對工程數據進行繪圖是數據分析中的一項重要內容，基于VC++開發環境從數據讀取、選定坐標范圍、繪制數據曲線等方面對二維數據繪圖程序設計流程進行了詳細描述，通過繪圖實驗驗證了程序的正確性和科學性，具有一定的工程意義。

VC++；二維數據；測量設備；繪圖軟件

1 緒論

在工程實踐中，對測量設備或傳感器采集的數據進行實時顯示、事后分析等工作較為普遍[1]。通過計算機繪制出的數據曲線走勢對數據分析具有重要的意義。當前使用較廣泛的繪圖軟件有AutoCAD、Solidworks、MATLAB、OriginPro等，經過多年的發展，以上繪圖軟件的功能較完善。在實際工程中，有時需要對數據進行較快速度的處理，或者需要與計算機硬件接口進行信息互換，此時，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、可視化的集成開發環境，在其平臺下開發的程序具有效率高、占用內存低、與硬件接口銜接方便等特點[2-4]。基于此，本文利用VC++平臺開發了二維數據繪圖程序，并進行了數據繪圖實驗，實驗證明了程序的可行性和科學性，具有一定的工程意義。

2 程序實現

程序設計主要分為4部分，分別是：①獲取數據；②選定坐標范圍；③繪制坐標刻度及標注；④繪制數據曲線。程序各模塊代碼的實現如下。

2.1 獲取數據

獲取數據是程序處理的源頭，在工程中數據獲取分為實時獲取和事后獲取。實時獲取主要從計算機硬件接口獲取，而事后獲取可以從文本、表格等文件中獲取。本文以從TXT文本文件獲取數據為例進行程序設計：

因不同文件數據的行數列數一般不同，所以在定義數據存儲數組前，需要先編寫程序獲取數據的行數和列數。同時，因為數組的維數一般用常量來定義，本程序選擇動態分配空間的方式定義存儲數據數組[*]。數據獲取之后，通過循環語句按照行或列拆分數組，具體如下：

2.2 確定坐標范圍

科學、合理地選擇坐標范圍具有重要的意義，數據范圍過大或過小都將導致看圖不便。本文根據數據（數據同理）的最大、最小值確定坐標范圍，以數據為例程序處理如下：

x_max=max_double(x，N);//計算x的最大值x_max

x_min=min_double(x，N);//計算x的最小值x_min

x_abs_max=abs_max_double(x_max，x_min);//計算x絕對值的最大值

int x_power;//x_power為x的指數，例如：10^2

int xd_start;// xd_start為x軸的左側

int xd_end;// xd_end為x軸的右側

x_power=e_pow_double(xx_abs_max);//計算數值的10的冪次

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

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

坐標軸的范圍確定之后，需要確定坐標軸在屏幕上的位置，即：

const int psc_left=400;//繪圖左側邊界

const int psc_right=1000; //繪圖右側邊界

const int psc_up=100; //繪圖上側邊界

const int psc_down=400; //繪圖下側邊界

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

此處需要注意屏幕橫向是從左向右，縱向是從上向下，所以在計算和兩個變換系數時有所差異。

2.3 繪制坐標軸

繪制坐標軸首先需要計算出原點（0，0）在屏幕上的位置（0，0），根據比例關系得到的公式為：

定好原點（0，0）后，調用MFC中的類CPen，進行畫圖，主要程序代碼如下：

CPen zpen，cpen; //坐標軸zpen，坐標刻度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

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

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);//將數字“i”轉換成字符“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 繪制數據曲線

坐標軸和坐標刻度繪制完畢之后，最后對數據進行繪制，此處需要強調的是坐標軸的變換系數和數據的變換系數必須一致，即數據的變換系數也是，。

主要程序代碼如下：

CPen pen;定義數據曲線pen畫筆

pen.CreatePen(PS_SOLID，3，RGB(255，0，0));//數據曲線特征

pDC->SelectObject(&pen);//pDC指向pen，開始畫數據曲線

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(); //刪除坐標畫筆

pen.DeleteObject(); //刪除數據畫筆

3 實驗驗證

程序完成后，選取兩組工程數據依次在VC++和OriginPro環境下進行繪圖實驗，結果如圖1和圖2所示。

圖1 數據曲線（VC++環境）

圖2 數據曲線（OriginPro環境）

通過對比可以發現，本文設計的二維數據繪圖程序繪圖結果與OriginPro環境下的繪圖結果是一致的，證明了本文設計程序的正確性。

4 小結及展望

本文通過在VC++環境下設計繪圖程序，實現了高效、準確地對事后數據進行繪圖處理，下一步將針對網絡發送的實時數據進行實時繪圖顯示。

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

［2］賈振華.VC++程序設計項目實踐［M］.北京：清華大學出版社，2010：36-128.

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

［4］王振武.計算機圖形學基礎［M］.北京：清華大學出版社，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，研究方向為數據融合及目標安全控制。

〔編輯：張思楠〕