Разработка программы-приложения «Построение композиции геометрических объектов»

Министерство образования и науки Российской Федерации

Чайковский филиал

федерального государственного бюджетного

образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

 

Кафедра автоматизации, инженерных и информационных технологий

 

 

 

 

Курсовая  работа

 

по дисциплине: Компьютерная графика

Тема: Разработка программы-приложения «Построение композиции геометрических объектов»

 

 

 

 

Выполнил ст.гр. БИ-10дн

Карачинский Е. С.

Проверил доцент

Русских Т.И.

 

 

 

 

 

2014

 

Введение

Компьютерная графика в настоящее время уже вполне сформировалась как наука. Существует аппаратное и программное обеспечение для получения разнообразных изображений - от простых чертежей до реалистичных образов естественных объектов. Компьютерная графика используется почти во всех научных и инженерных дисциплинах для наглядности восприятия и передачи информации. Знание её основ в наше время необходимо любому ученому или инженеру.

Среди многообразия возможностей, предоставляемых современными вычислительными средствами, те, что основаны на пространственно-образном мышлении человека, занимают особое место. Современные программно-оперативные средства компьютерной графики представляют собой весьма эффективный инструмент поддержки такого мышления при выполнении работ самых разных видов. С другой стороны именно пространственно-образное мышление является неформальной творческой основой для расширения изобразительных возможностей компьютеров. Это важное обстоятельство предполагает взаимно обогащающее сотрудничество всё более совершенной техники и человека со всем богатством знания, накопленного предшествующими поколениями. Поэтому столь привлекательной оказывается компьютерная визуализация, особенно визуализация динамическая, которую следует рассматривать как важнейший инструмент для обучения наукам.

В ходе выполнения курсовой работы моей целью было создать программу создания композиции кривых второго порядка в полярных координатах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Основная часть курсовой работы должна состоять из пунктов, которые должны включать описание всех используемых констант, переменных, процедур и функций. Все виды сформированных в программе графических примитивов, интерфейс пользователя подлежат подробному описанию и обоснованию.  В основной части курсовой работы необходимо определить источники входной информации для решения задачи, а так же  форму представления выходной графической информации. Текст основной части должен содержать ссылки на приложения или включать в себя фрагменты кода программы или графические элементы.

Основная часть

Основной задачей в курсовой работе является разработка приложения, которое должно позволять вводить выражение функции и строить график, а также сохранять график в файле и размещать несколько графиков на экране.

Данным приложением может пользоваться любой человек, которому необходимо наглядно увидеть как выглядят кривые второго порядка.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Описание используемых констант, переменных, компонентов,

процедур и функций

Программа состоит из одного модуля Unit3. Этот модуль содержит свой набор констант, переменных, процедур и функций. Названия переменных, тип и назначение указаны в таблицах 1-3.  

Таблица 1 – Переменные в модуле Unit3

Данные	Название	Тип	Примечания
1	2	3	4
x	Переменная	Integer	Координата абциссы по оси х
y	Переменная	Integer	Координата ординаты по оси y
step	Переменная	Integer	шаг

 

Таблица 2 – Компоненты  в модуле Unit3

Данные	Название	Тип	Примечания
Button1	Парабола	Кнопка	Предназначена для построения графика параболы
Button2	Гипербола	Кнопка	Предназначена для построения графика гиперболы
Button3	сохранить	Кнопка	Предназначена для сохранения графика в файл
Button4	очистка	Кнопка	Предназначена для очистки области построения графиков
Button5	выход	Кнопка	Предназначена для выхода из программы
Edit1	P	Строка ввода	Предназначен для ввода коэффициента Р
Edit2	A	Строка ввода	Предназначен для ввода коэффициента А
Image1	Image1	Изображение	Предназначена для размещения графика функций

 

 

Таблица 3 – Процедуры и функции модуля Unit3

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);	Нажатие Button1	Процедура	Предназначена для выполнения процедуры нажатие кнопки «Парабола»
procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject);	Нажатие Button2	Процедура	Предназначена для выполнения процедуры нажатие кнопки «Гипербола»
procedure TForm1.Button3Click(Sender: TObject);	Нажатие Button3	Процедура	Предназначена для выполнения процедуры сохранения графика в файл
procedure TForm1.Button4Click(Sender: TObject);	Нажатие Button4	Процедура	Предназначена для очистки области построения графиков
procedure TForm1.Button5Click(Sender: TObject);	Нажатие Button5	Процедура	Предназначена для выхода из программы

 

 

1.2 Источники входной и выходной информации

К входным данным относится информация, вводимая пользователем в данной программе это коэффициент Р в уравнении параболы и коэффициент А в уравнение гиперболы.

Выходной информацией является результат вычисления функций, он выводится в виде графика, который в свою очередь можно сохранит во внешнем файле в виде изображения.

2.5 Требования к программе

Для стабильного функционирования приложения и для того чтобы не нарушать целостности данных необходимо выполнять ряд требований при работе с программой:

• Вводимые данные проверять на соответствие.
• Внимательно читать информацию, представленную на кнопках приложения.

Программа должна быть интуитивно понятной и иметь не раздражающий интерфейс.

2.6 Требования к системе

Для стабильного функционирования данной автоматизированной системы необходим ряд минимальных системных требований:

1. Операционная система Microsoft Windows XP (SP2).
2. Процессор Intel Pentium 1,4 или AMD Athlon 64 +1400.
3. 256 Мб оперативной памяти.
4. Видео адаптер с памятью 32 мб.
5. Монитор Super VGA с разрешением 800™600 точек или более высоким, поддерживающий 256 цветов
6. Мышь Microsoft Mouse,  или совместимое устройство.
7. Установленный пакет программ MS Office.
8. Свободное место на жестком диске 2мб.
9. Устройство для чтения CD дисков.

 

 

 

 

 

 

 

 

2.1 Выбор  средств и технологии проектирования 

Основной средой программирования при разработке данной программы была выбрана среда программирования Delphi.

Borland Delphi – это интегрированная среда разработки программного обеспечения фирмы Borland. Delphi является средой RAD (от англ. rapid application development — быстрая разработка приложений). Язык программирования, который используется в одноимённой среде разработки. Ранее это был Object Pascal, разработанный фирмой Borland и изначально реализованный в её пакете Borland Delphi, от которого и получил в 2003 году своё нынешнее название. Object Pascal является наследником языка Pascal с объектно-ориентированными расширениями.

Изначально среда разработки была предназначена исключительно для разработки приложений Microsoft Windows.

Реализация среды разработки проектом Lazarus (Free Pascal) позволяет использовать его для создания приложений на Delphi для таких платформ, как GNU/Linux, Mac OS X и Windows CE.

Для реализации работы базы данных была использованная интегрированная среда разработки Delphi9, т.к. она является более удобной в отличие от Pascal или C++, имеет визуальные компоненты, проста в использовании, также существует возможность добавления библиотек.

Достоинства Delphi7:

• элементы языков программирования, в том числе Generics и анонимные методы для Delphi, позволяют создавать более гибкий и качественный код и предоставляют новые возможности для рефакторинга;
• библиотека VCL включает в себя массу усовершенствований и новых компонентов для создания развитого графического интерфейса;
• веб-библиотека VCL позволяет создавать веб-приложения с развитым интерфейсом с поддержкой AJAX и Microsoft Silverlight;
• быстрое время передачи написанным приложением сообщений операционной системе;
• проектирование и разработка баз данных благодаря входящему в состав редакции Delphi Architect профессионального средства моделирования Embarcadero - ER/Studio.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 1. Интерфейс программы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 2 . Листинг программы.

unit Unit3;

interface

uses

  Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,

  Dialogs, ExtCtrls, StdCtrls, pngimage, IWVCLBaseControl, IWBaseControl,

  IWBaseHTMLControl, IWControl, IWExtCtrls;

type

  TForm1 = class(TForm)

    Image1: TImage;

    Button1: TButton;

    Label2: TLabel;

    Edit2: TEdit;

    Label4: TLabel;

    Edit4: TEdit;

    Button2: TButton;

    Button3: TButton;

    Button4: TButton;

    Button5: TButton;

    Label3: TLabel;

    Label5: TLabel;

    Label1: TLabel;

    Label6: TLabel;

    Label7: TLabel;

    Label8: TLabel;

    procedure Button1Click(Sender: TObject);

    procedure Button2Click(Sender: TObject);

    procedure Button3Click(Sender: TObject);

    procedure Button4Click(Sender: TObject);

    procedure Button5Click(Sender: TObject);

  private

    { Private declarations }

  public

    { Public declarations }

  end;

var

  Form1: TForm1;

 

implementation

 

{$R *.dfm}

procedure Giperbol(Canvas:TCanvas; A: integer);

var

  x, y: integer;

  function Giperbola(X:integer):integer;

  begin

    result:= round(A / X);

  end;

begin

  Canvas.MoveTo(0,250);

  For X :=-250 to 250  do

  if x <> 0 then

  Canvas.LineTo(X+250, Giperbola(X)+250);

end;

procedure Parabol(Canvas: TCanvas; p:integer);

var

  x: integer;

  function Parabola(X:integer):integer;

  begin

  result:=Round(-(sqr((2*X)/p)));

  end;

begin

  Canvas.MoveTo(0,0);

  For X :=-250 to 250 do

  Canvas.LineTo(X+250, Parabola(X)+250);

end;

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);

var x,y,step:integer;

    x2,y2:real;

begin

//рисование  сетки

  x:=image1.width div 2;

  y:=(image1.height div 2);

image1.Canvas.MoveTo(image1.Width div 2, 0);

image1.Canvas.LineTo(image1.Width div 2, image1.Height);

image1.Canvas.MoveTo(0, image1.Height div 2);

image1.Canvas.LineTo(image1.Width, image1.Height div 2);

  step:=30;

  while x-step>5 do begin

//по Х

    image1.Canvas.MoveTo( x-step,y);

    Image1.Canvas.LineTo(x-step,y-5);

    Image1.Canvas.MoveTo(x+step,y );

    Image1.Canvas.LineTo(x+step,y-5);

//по Y

    image1.Canvas.MoveTo(x,y-step);

    Image1.Canvas.LineTo(x+5,y-step);

    image1.Canvas.MoveTo(x,y+step);

    Image1.Canvas.LineTo(x+5,y+step);

//рисование цифр

    Image1.Canvas.TextOut(x-step-4,y+5,FloatToStr(-step / 30));

    Image1.Canvas.TextOut(x+step-4,y+5,FloatToStr(step / 30));

    if y-step-5>0 then begin

    form1.Image1.Canvas.TextOut(x+10,y-step-10,FloatToStr(step / 30));

    form1.Image1.Canvas.TextOut(x+10,y+step-5,FloatToStr(-step / 30));

     end;

    inc(step,30);

     end;

  Parabol(image1.Canvas, StrToInt(Edit4.Text));

  end;

procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject);

var x,y,step:integer;

    x2,y2:real;

begin

//рисование  сетки

  x:=image1.width div 2;

  y:=(image1.height div 2);

image1.Canvas.MoveTo(image1.Width div 2, 0);

image1.Canvas.LineTo(image1.Width div 2, image1.Height);

image1.Canvas.MoveTo(0, image1.Height div 2);

image1.Canvas.LineTo(image1.Width, image1.Height div 2);

  step:=30;

  while x-step>5 do begin

//по Х

    image1.Canvas.MoveTo( x-step,y);

    Image1.Canvas.LineTo(x-step,y-5);

    Image1.Canvas.MoveTo(x+step,y );

    Image1.Canvas.LineTo(x+step,y-5);

//по Y

    image1.Canvas.MoveTo(x,y-step);

    Image1.Canvas.LineTo(x+5,y-step);

    image1.Canvas.MoveTo(x,y+step);

    Image1.Canvas.LineTo(x+5,y+step);

//рисование цифр

    Image1.Canvas.TextOut(x-step-4,y+5,FloatToStr(-step / 30));

    Image1.Canvas.TextOut(x+step-4,y+5,FloatToStr(step / 30));

    if y-step-5>0 then begin

    form1.Image1.Canvas.TextOut(x+10,y-step-10,FloatToStr(step / 30));

    form1.Image1.Canvas.TextOut(x+10,y+step-5,FloatToStr(-step / 30));

     end;

    inc(step,30);

     end;

  Giperbol(image1.Canvas, StrToInt(Edit2.Text));

  end;

procedure TForm1.Button3Click(Sender: TObject);