Графический редактор

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Алтайский государственный университет»

в г. Бийске

Курсовая работа

По дисциплине: «Прикладное программирование»

На тему: «Графический редактор»

Бийск 2014



СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ГРАФИЧЕСКИХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ СРЕДЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ LAZARUS

2. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММЫ «ГРАФИЧЕСКИЙ РЕДАКТОР» В СРЕДЕ ПРОГРАММИРОВАНИЯ LAZARUS

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК



ВВЕДЕНИЕ

lazarus графический программа

Программы для работы с компьютерной графикой (графические редакторы) нашли широкое применение среди пользователей. Создание графических редакторов возможно с использованием различных языков и сред прикладного программирования. Значительными возможностями для программирования компьютерной графики обладает среда программирования Lazarus, таким образом, изучение этих возможностей является достаточно актуальным.

Объект: языки и среды прикладного программирования.

Предмет: основные возможности среды Lazarus для программирования компьютерной графики.

Цель работы: исследовать графические возможности среды программирования Lazarus.

Задачи:

1. Изучить литературные источники по теме курсовой работы.

2. Рассмотреть основные компоненты среды Lazarus для программирования компьютерной графики.

3. Сформулировать основные требования к программе «Графический редактор».

4. Реализовать программу «Графический редактор» в среде программирования Lazarus.

Методы исследования: изучение литературных источников, источников в сети интернет, технической документации.



1. ОБЗОР ГРАФИЧЕСКИХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ СРЕДЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ LAZARUS

Для работы с компьютерной графикой в среде Lazarus используется ряд компонентов. В распоряжении программиста находится полотно (холст) - свойство Canvas, карандаш - свойство Pen, и кисть - свойство Brush [1].

Свойством Canvas обладают следующие компоненты:

* таблица (класс TSringGrid);

* растровая картинка (компоненты Image и PaintBox);

* средство рисования (Класс TPEN);

* средство рисования (TBRUSH).

При рисовании компонента, обладающего свойством Canvas, сам компонент рассматривается как прямоугольная сетка, состоящая из отдельных точек, называемых пикселями.

Положение пикселя характеризуется его вертикальной (X) и горизонтальной (Y) координатами. Левый верхний пиксель имеет координаты (0,0). Вертикальная координата возрастает сверху вниз, горизонтальная - слева направо. Общее количество пикселей по вертикали определяется свойством Height, а по горизонтали - свойством Weight. Каждый пиксель может иметь свой цвет. Для доступа к любой точке полотна используется свойство

Pixels[X,Y]:TColor.

Это свойство определяет цвет пикселя с координатами

X(integer), Y(integer).

Изменить цвета любого пикселя полотна можно с помощью следующего оператора присваивания

Компонент.Canvas. Pixels[X,Y]:=Color;

Цвет любого пикселя можно получить с помощью следующего оператора присваивания:

Color:=Компонент.Canvas. Pixels[X,Y];

где Color - переменная типа Tcolor.

Класс цвета точки Tcolor определяется как длинное целое longint. Переменные этого типа занимают в памяти четыре байта.

Четыре байта переменных этого типа содержат информацию о долях синего (B), зеленого (G) и красного(R) цветов и устроены следующим образом: $00BBGGRR.

Для рисования используются методы класса TСanvas, позволяющие изобразить фигуру (линию, прямоугольник и т.д.) или вывести текст в графическом режиме, и два класса, определяющие инструменты вывода фигур и текстов:

* TPen (карандаш, перо);

* TBrush (кисть).

Рассмотрим Класс TPEN. Карандаш (перо) используется как инструмент для рисования точек, линий, контуров геометрических фигур. Основные свойства объекта Canvas.TPen:

* Color (тип Tcolor) - определяет цвет линии;

* Width (тип Integer) - задает толщину линии в пикселях;

* Mode - определяет, каким образом взаимодействуют цвета пера и полотна. Выбор значения этого свойства позволяет получать различные эффекты, возможные значения Mode приведены в табл. 1.

По умолчанию вся линия вычерчивается цветом, определяемым значением Pen.Color, но можно определять инверсный цвет линии по отношению к цвету фона. В этом случае независимо от цвета фона, даже если цвет линии и фона одинаков, линия будет видна.

Таблица 1 Возможные значения свойства Mode

Режим	Операция	Цвет пикселя
pmBlack	Black	Всегда черный
pmWhite	White	Всегда белый
pmNop	-	Неизменный
pmNot	Not Screen	Инверсный цвет по отношению к цвету фона
pmCopy	Pen	Цвет, указанный в свойствах Colo пера Pen (это значение принято поумолчанию)
pmNotCopy	Not Pen	Инверсия цвета пера

Рассмотрим Класс TBRUSH. Кисть (Canvas.Brush) использует методы, обеспечивающие вычерчивание замкнутых фигур для заливки. Кисть обладает двумя основными свойствами:

* Color (тип Tcolor) - цвет закрашивания замкнутой области;

* Style - стиль заполнения области.

Рассмотрим Класс TCANVAS. Это класс является основным инструментом для рисования графики. Рассмотрим наиболее часто используемые методы этого класса:

Procedure MoveTo(X, Y : Integer);

Метод MoveTo изменяет текущую позицию пера на позицию, заданную точкой (X, Y). Текущая позиция хранится в переменной

PenPos типа Tpoint. Определение типа TPoint следующее:

type TPoint =record

X: Longint;

Y: Longint;

end;

Текущую позицию пера можно считывать с помощью свойства Pos следующим образом:

X:=PenPos.X;

Y:=PenPos.Y;

Procedure LineTo(X, Y :Integer);

Метод LineTo соединяет прямой линией текущую позицию пера и точку с координатами (X, Y). При этом текущая позиция пера перемещается в точку с координатами (X, Y).

Рассмотрим работу процедуры на примере. Расположим на форме кнопку и рассмотрим процедуру обработки события TForm1.Button1Click, которая рисует прямые линии:

Procedure TfForm1.Button1Click(Sender: TObject)

begin

Form1.Canvas.LineTo(30,50);

end;

В результате щелчка по кнопке на форме возникнет прямая линия, соединяющая точку с координатами (0,0) и точку с координатами (30,50). Теперь перепишем процедуру обработки события следующим образом:

Procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject)

begin

Form1.Canvas.LineTo(Canvas.PenPos.x+30,

Canvas.PenPos.y+50);

end;

При первом щелчке по кнопке на экране прорисуется аналогичная линия. Но при повторном щелчке первая процедура продолжает рисовать линию, соединяющую точки (0,0) и (30,50). Вторая процедура рисует линию, которая соединяет текущую точку с точкой, получившейся из текущей добавлением к координате X числа 30, а к координате Y - числа 50. То есть при повторном щелчке по кнопке процедура соединяет прямой линией точки (30,50) и (60,100). При третьем щелчке по кнопке будут соединяться прямой линией точки (60,100) и (90,150) и т.д.

Метод рисования эллипса:

Form1.Canvas.Ellipse(50,50,100,200);

Вычерчивает дугу эллипса. X1, Y1, X2, Y2 -это координаты, определяющие эллипс, частью которого является дуга. X3, Y3 - координаты, определяющие начальную точку дуги, X4, Y4 - координаты, определяющие конечную точку дуги. Дуга рисуется против часовой стрелки.

Метод рисование прямоугольника:

Form1.Canvas.RoundRect(250,250,400,400,30,30);

Рисует прямоугольник. X1, Y1, X2, Y2 -координаты верхнего левого и нижнего правого углов прямоугольника.

Рассмотрим компоненты Image и PaintBox [6]. Компоненты Image и PaintBox представляют собой некоторую ограниченную поверхность с канвой, на которую можно заносить изображения, При этом компонент PaintBox, собственно говоря, не дает ничего нового по сравнению с рисованием на канве формы. Рисование на PaintBox вместо формы не имеет никаких преимуществ, кроме, некоторого облегчения в расположении одного или нескольких рисунков в площади окна.

Компонент Image намного богаче по своим возможностям и удобнее, чем PaintBox. Image имеет существенное преимущество: не приходится думать о перерисовке изображения, испорченного из-за перекрытия данного окна другими [7]. Кроме того с помощью компонента Image проще, чем при непосредственном рисовании на канве формы, расположить в окне приложения несколько изображений и управлять ими. При этом отпадает необходимость сложных и нудных расчетов координат канвы формы, обеспечивающих требуемое взаимное расположение изображений, то есть в полной мере проявляются преимущества визуального программирования. Так что, вероятно, лучше работать с компонентом Image, чем с компонентом формы.

Помимо этих возможностей у компонента Image имеются свойства, позволяющие работать с различными типами графических файлов. Lazarus поддерживает три типа файлов - битовые матрицы, пиктограммы и метафайлы [2]. Все три типа файлов хранят изображения, различие заключается лишь в способе их хранения внутри файлов и в средствах доступа к ним.

Битовая матрица (файл с расширением .bmp) отображает цвет каждого пикселя в изображении. При этом информация хранится таким образом, что любой компьютер может отобразить изображение с разрешающей способностью и количеством цветов, соответствующих его конфигурации.

Пиктограммы (файлы с расширением .ico) -- это маленькие битовые матрицы. Они повсеместно используются для обозначения значков приложений, в быстрых кнопках, в пунктах меню, в различных списках. Способ хранения изображений в пиктограммах схож с хранением информации в битовых матрицах, но имеются и различия. В частности, пиктограмму невозможно масштабировать, она сохраняет тот размер, в котором была создана. Так что в этой работе мы совместили два компонента PaintBox и Image для того чтобы сбалансировать, их возможности и устранить недостатки.

2. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММЫ «ГРАФИЧЕСКИЙ РЕДАКТОР» В СРЕДЕ ПРОГРАММИРОВАНИЯ LAZARUS

При разработке программы мы руководствовались следующим требованиями [1]:

1. Наличие средств рисования фигур, кисти.

2. Заливка цветом.

3. Меню с командами сохранением изображения его открытием и очисткой области рисования.

При написании программы мы использовали следующие компоненты:

* растровая картинка (Image);

* средство рисования (PaintBox);

* меню для управления программы (MenuItem);

* инструмент для увеличения или уменьшения линии (SpinEdit);

* палитра изменения цвета линии и заливки (ColorBox);

* сохранения изображения (SaveDialog);

* открытия изображения (OpenDialog);

* кнопка для выполнения команд переключений (BitBtn).

Для разработки программы нужно поместить на форму объект типа PaintBox. Для отслеживания траектории мыши напишем разработчик MouseMove:

procedure TForm1.PaintBox1MouseMove(Sender: TObject; Shift: TShiftState; X,

Y: Integer);

begin

if (figura=1) and (ssleft in shift) Then

begin

PaintBox1.Canvas.Pen.Mode:=pmCopy;

PaintBox1.Canvas.LineTo(X,Y);

end;

Проделываем то же самое со свойством MouseDown[16]:

procedure TForm1.PaintBox1MouseDown(Sender: TObject; Button: TMouseButton; Shift: TShiftState; X, Y: Integer);

begin

PaintBox1.Canvas.MoveTo(X,Y);

x1:=x;

y1:=y;

stx:=x;

sty:=y

end;

Чтобы закончить рисование линий и фигур, отпустив левую кнопку мыши, мы используем события MouseUp [15]:



procedure TForm1.PaintBox1MouseUp(Sender: TObject; Button: TMouseButton;

Shift: TShiftState; X, Y: Integer);

begin

Paintbox1.Canvas.Pen.Mode:= pmcopy;

if (figura=1) Then

begin

PaintBox1.Canvas.LineTo(X,Y);

end;

И делаем ссылку на это событие в компоненте ColorBox1. После чего задаём команду на изменения цвета [14].

procedure TForm1.ColorBox1Change(Sender: TObject);

begin

PaintBox1.Canvas.Pen.Color:=ColorBox1.Selected;

end;

Для того что бы сделать нашу программу более удобной перенесём инструмент рисования на кнопку, используем для этого компонент BitBtn.

Располагаем его на панели и с помощью Glyph выбираем для него картинку, она должна быть размером 16х16 пикселей (рис.1).

Рисунок 1. Диалог загрузки изображения

Указываем ссылку в событиях, чтобы наш инструмент заработал [9]:

procedure TForm1.BitBtn3Click(Sender: TObject);

begin

figura:=1;

end;

Также нужно объявить переменную.

После чего проверяем работоспособность программы (рис. 2, 3)

Рисунок 2. Кнопка запуска приложения в Lazarus

Рисунок 3. Кнопка рисования линий

Теперь надо сделать, чтобы мы могли задавать толщину линии, в этом нам поможет компонент SpinEdit. Удобно располагаем его на панели инструментов, и с помощью Label именуем компонент (Толщина линии) SpinEdit. После чего запускаем программу и задаём толщину линии (рис.4).



Рисунок 4. Линии разной толщины

Следующие действие - изменение цвета линии для этого мы используем компонент ColorBox[8]:

procedure TForm1.ColorBox1Change(Sender: TObject);

begin

PaintBox1.Canvas.Pen.Color:=ColorBox1.Selected;

end;

Задаем имя компонента с помощью Label, располагаем его на панели инструментов. Теперь компилируем и проверяем работу компонента ColorBox (рис. 5).



Рисунок 5. Цвет линии

Далее делаем возможность рисования фигур эллипс и прямоугольник, в этом нам поможет компонент BitBtn [5]. Сделаем две кнопки, для каждой из них так же выбираем картинки и располагаем их рядом с инструментом кисть (рис.6). Так же подписываем панель компонентом Label.

Рисунок 6. Инструменты рисования фигура и кисть

Каждой кнопке нужно задать команду и точки рисования фигур - их мы уже объявили в PaintBox1.Canvas.MoveTo(X,Y):

stx:=x;

sty:=y;

Теперь нам нужно дополнить событие MouseDown. И также мы заранее делаем, и размешаем на нашей панели инструментов палитру заливки цветом для фигур PaintBox. После чего она примет у нас свой готовый вид (рис.7).



Рисунок 7. Панель инструментов

Дополняем событие MouseDown [11]:

if (figura=2) and (ssleft in shift) Then

begin

PaintBox1.Canvas.Pen.Mode:=pmNotXOR;

PaintBox1.Canvas.Rectangle(x1,y1, stx,sty);

PaintBox1.Canvas.Rectangle(x1,y1, x,y);

stx:=x;

sty:=y;

end;

if (figura=3) and (ssleft in shift) Then

begin

PaintBox1.Canvas.Pen.Mode:=pmNotXOR;

PaintBox1.Canvas.Ellipse(x1,y1, stx,sty);

PaintBox1.Canvas.Ellipse(x1,y1, x, y);

stx:=x;

sty:=y;

end;

end;

Задаем ссылки на события в наших кнопках:

procedure TForm1.BitBtn1Click(Sender: TObject);

begin

figura:=3;

end;

procedure TForm1.BitBtn2Click(Sender: TObject);

begin

figura:=2;

end;

Во второй палитре задаём ту же команду что и в первой:

procedure TForm1.ColorBox2Change(Sender: TObject);

begin

PaintBox1.Canvas.Brush.Color:=ColorBox2.Selected;

end;

Убедимся, что всё работает, запустим нашу программу и попробуем, что нибуть нарисовать (рис.8):

Рисунок 8. Возможности графического редактора



У каждого нормального графического редактора, должно быть меню, с сохранение изображения и его открытием, очистка области, функциями коррекции.

Создадим меню, воспользуемся компонентом (MainMenu1) [7]. Щелкаем по нему два раза, после чего нам высвечивается редактор меню. Создаём нужные нам разделы и подразделы (рис.9).

Рисунок 9. Редактор меню

После того как создали меню управления программой, нужно назначить разделам команды для выполнения последующих операций с областью. Начнём мы с открытия графики (изображения), для того чтобы изображения смотрелось, размещалось на нашей форме корректно и не мешала работе PaintBox. Создадим новый компонент Image, чтобы компонент не мешало рисованию Paint Box, в инспекторе объектов нажмем по компоненту Image, правой кнопкой мыши найдём функцию порядок, и переместим её на задний план. Поместим Image на нашей форме, в свойствах Align выберем параметр alClient. Выбираем компонент OpenDialog (рис.10).

Рисунок 10. Выбор компонента OpenDialog



После чего размещаем его на любой удобной области нашей формы рис.11.

Рисунок 11. Размещения OpenDialog на форме

Прописываем путь через команду на подраздел «открыть».

procedure TForm1.MenuItem8Click(Sender: TObject);

begin

if opendialog1.Execute then

Image1.Picture.LoadFromFile(opendialog1.FileName);

end;

Скомпилируем программу, чтобы убедится, что команда «открыть» работает. При запуске выберем в меню подраздел «открыть», после чего нам должно открыться окно выбора изображения и выберем изображение из перечисленного и откроем его в нашей программе (рис.12, 13).

Рисунок 12. Открытия изображения в программе



Рисунок 13. Выбор и открытие изображения

Далее будем делать подменю сохранение, компонентом SaveDialog этот компонент находится в том же разделе что и opendialog. Применим к нему те же самые действия, поместим его на нашей форме и сделаем привязку к подразделу «сохранить» с помощью команды.

procedure TForm1.MenuItem6Click(Sender: TObject);

var

bitmap:TBitmap;

src, dst:TRect;

begin

bitmap:=TBitmap.Create;

try

with bitmap do

begin

Width:= Form1.Width;

Height:=Form1.Height;

end;

dst:=Rect(0, 0, Form1.Width, Form1.Height);

src:=Rect(0, 0, Form1.Width, Form1.Height);

bitmap.Canvas.CopyRect(dst, Form1.Canvas, src);

if SaveDialog1.Execute

then bitmap.SaveToFile(SaveDialog1.FileName);

finally

bitmap.Free;

end;

end;

Запускаем программу и рисуем картинку (рис.14).

Рисунок 14. Пример рисунка



Перейдём в раздел файл и выберем подраздел «Сохранить» (рис. 15).

Рисунок 15. Выбор подраздела

После чего открывается окно выбора места сохранения нашего рисунка в формате bmp (рис. 16), нажимаем кнопку сохранить.

Рисунок 16. Выбор места сохранения

Теперь делаем кнопку выхода из программы, нажимаем на кнопку выхода в режиме разработки программы и задаём ей команду:

procedure TForm1.MenuItem7Click(Sender: TObject);

begin

Form1.Close;

end;

Запускаем нашу программу и нажимаем кнопку выход после чего наша программы прекращает работу и закрывается.

Затем открываем нашу программу и открываем любое изображения, нажимаем развернуть окно нашей программы (рис.17),

Рисунок 17. Изображение в левом углу

Рисунок находится в верхнем левом углу, и выглядит некачественно. Для того чтобы это исправить и сделать очистку нашего листа, используем подразделы (MenuItem) Изображение: чистить, Центр и Заполнение (рис.18).

Рисунок 18. Подраздел Изображения

Прописываем команды для подразделов.

1. Очистка области

procedure TForm1.MenuItem3Click(Sender: TObject);

begin

with PaintBox1.Canvas do begin

brush.Color:=clWindow;

fillrect(ClientRect);

end;

Компилируем программу, рисуем на области (рис. 19):

Рисунок 19. Рисунок на области

Выберем меню «изображения» и щелкнем подраздел очистить, после чего полотно очистится, а рисунок исчезнет (рис.20).

Рисунок 20. Очистка области



Теперь прописываем команду для следующего подраздела

1. Центр

procedure TForm1.MenuItem10Click(Sender: TObject);

begin

if MenuItem10.Checked=false then

begin

Image1.Center := True;

MenuItem10.Checked:=True;

end

else

begin

Image1.Center := false;

MenuItem10.Checked:=false;

end;

end;

Команду отметим галочкой запустим программу откроем изображения и нажмем Центр (рис.21).

Рисунок 21. Централизация изображения



Изображение расположилось точно по центру, и команда Центр отмечена галочкой.

Прописываем команду к следующему подменю

2. Заполнение

procedure TForm1.MenuItem9Click(Sender: TObject);

begin

if MenuItem9.Checked=false then

begin

Image1.Stretch := True;

MenuItem9.Checked:=True;

end

else

begin

Image1.Stretch := false;

MenuItem9.Checked:=false;

end;

end;

Скомпилируем программу, откроем изображение, централизируем. Нажмем на заполнение, и получим результат (рис. 22).

Рисунок 22. Заполнение области изображением

Программа готова к использованью осталось написать последний раздел меню «справка» и подраздел «о программе» (рис. 23).

Рисунок 23. Справка

Задаём команду

procedure TForm1.MenuItem4Click(Sender: TObject);

begin

showmessage('фамилия имя отчество группа ')

end;

Запускаем программу и проверяем работоспособность, проверяем справку «О программе» (рис. 24)

Рисунок 24. Справка о программе



Программа полностью работоспособна и соответствует всем требованиям:

ь Наличие средств рисования фигур, кисти.

ь Заливка цветом.

ь Меню с командами сохранением изображения его открытием и очисткой области рисования.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе выполнения курсовой работы был рассмотрен ряд литературных источников, источников в сети интернет. Были проанализированы основные компоненты для программирования компьютерной графики в среде Lazarus. Были выделены основные компоненты PaintBox и Image, как базовые компоненты для создания графического редактора.

Для реализации программы «Графический редактор» в среде Lazarus были сформулированы основные требования, такие как: возможность рисование линий и простейших фигур (прямоугольник и эллипс), заливки цветом, сохранение рисунка на диске и его открытия с диска, очистки области рисования. Все сформулированные требования были реализованы в разработанной программе.

Таким образом, на примере разработки программы «Графический редактор» были исследованы основные возможности для программирования компьютерной графики в среде Lazarus. Задачи выполнены, цель курсовой работы достигнута.



БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Алексеев Е.Р., Чеснокова О.В., Кучер Т.В. Самоучитель по программированию на Free Pascal и Lazarus. Донецк.: ДонНТУ, Технопарк ДонНТУ УНИТЕХ, 2009 г. 503 с.

2. Бобровский С.И. Технологии Delphi 2006. Новые возможности. СПб.: Петербург, 2006. 288 с.: ил.

3. Гофман В., Хоменко А. Delphi быстрый старт. СПб.: БХВ Петербург, 2003 г. 288 с.: ил.

4. Культин Н. Delphi в задачах и примерах. СПб.: БХВ Петербург, 2003 г. 288 с.: ил.

5. Культин Н. Основы программирования в Delphi 7. СПб.: БХВ Петербург, 2007. 608 с.: ил.

6. Мансуров К.Т. Основы программирования в среде Lazarus, 2010 г. 772 с.: ил.

7. Осипов Д. Delphi. Профессиональное программирование. СПб.: Издательство Символ-плюс, Санкт-Петербург - Москва, 2006 г. 1056 с.: ил.

8. Парижский С.М. Delphi. Учимся на примерах. К.: МК-Пресс, 2005. 216 с.: ил.

9. Пестриков В.М., Маслобоев А.Н. Delphi на примерах. СПб.: БХВ Петербург, 2005. 496 с : ил.

10. Стивенc Р. Delphi. Готовые алгоритмы. М.: ДМК Пресс; CПб.: Петербург, 2004. 384 с.: ил.

11. Сухарев М.В. Основы Delphi. Профессиональный подход.СПб.: Наука и Техника, 2004. 660 с.: ил.

12. Фаронов В.В. Delphi 2005. Разработка приложений для баз данных и Интернета. СПб.: Питер, 2006. 603с.: ил.

13. Фаронов В.В. Delphi 6. Учебный курс. М.: Издатель Молгачева С.В., Москва, 2001. 672 с.: ил.

14. Фаронов В.В. Turbo Pascal. СПб.: БХВ - Петербург, 2004. 1056 с.: ил.

15. Фаронов В.В. Искусство создания компонентов Delphi. Библиотека программиста. СПб.: Питер, 2005. 463 с.: ил.

16. Флёнов М.Е. Delphi 2005. Секреты программирования. СПб.: Питер, 2006. 266 с: ил.

17. Флёнов М.Е. Библия Delphi. СПб.: БХВ - Петербург, 2011. 668 с.: ил.

Размещено на Allbest.ru