Программная реализация векторного графического редактора

Министерство  образования и науки РФ

 

БИЙСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (филиал)

федерального  государственного бюджетного образовательного учреждения

высшего  профессионального  образования

«Алтайский  государственный технический университет  им. И. И. Ползунова»

 

 

 

Кафедра методов и средств измерений  и автоматизации

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

Тема: «Программная реализация векторного графического редактора»

 

 

 

Выполнил

студент гр. ИИТ-94          ____________________ 

                                                                                                            ^{подпись, дата}

 

 

Проверил

Доцент  кафедры МСИА                     ____________________

                                                                                  ^{подпись, дата}

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

 

Введение

 

Почти с момента создания ЭВМ появилась и компьютерная графика, которая сейчас считается неотъемлемой частью мировой технологии. Представление данных на мониторе компьютера в графическом виде впервые было реализовано в середине 50-х годов для больших ЭВМ, применявшихся в научных и военных исследованиях. С тех пор графический способ отображения данных стал неотъемлемой принадлежностью подавляющего числа компьютерных систем, в особенности персональных. Графический интерфейс пользователя сегодня является стандартом “де-факто” для программного обеспечения разных классов, начиная с операционных систем. Существует специальная область информатики, изучающая методы и средства создания и обработки изображений с помощью программно-аппаратных вычислительных комплексов, – компьютерная графика. Она охватывает все виды и формы представления изображений, доступных для восприятия человеком либо на экране монитора, либо в виде копии на внешнем носителе (бумага, кинопленка, ткань и прочее). Без компьютерной графики невозможно представить себе не только компьютерный, но и обычный, вполне материальный мир. Визуализация данных находит применение в самых разных сферах человеческой деятельности таких как медицина (компьютерная томография), научные исследования (визуализация строения вещества, векторных полей и других данных), моделирование тканей и одежды, опытно- конструкторские разработки. В зависимости от способа формирования изображений компьютерную графику принято подразделять на растровую и векторную. Отдельным предметом считается трехмерная (3D) графика, изучающая приемы и методы построения объемных моделей объектов в виртуальном пространстве. Как правило, в ней сочетаются векторный и растровый способы формирования изображений. Хотя компьютерная графика служит всего лишь инструментом, ее структура и методы основаны на передовых достижениях фундаментальных и прикладных наук: математики, физики, химии, биологии, статистики, программирования и множества других. Это замечание справедливо как для программных, так и для аппаратных средств создания и обработки изображений на компьютере. Поэтому компьютерная графика является одной из наиболее бурно развивающихся отраслей информатики и во многих случаях выступает “локомотивом”, тянущим за собой всю компьютерную индустрию.

 

 

1 Техническое задание

 

Курсовая работа включает пояснительную записку  и программное средство. Курсовая работа содержит  страниц,  рисунков.

1.1 Цель создания программного средства

 

Главная цель задания  – разработать программную реализацию графического редактора в среде  программирования Delphi.

Основное назначение программы – это демонстрация работы с графическими объектами.

1.2 Перечень функций

 

В программе  должно быть реализовано добавление следующих объектов:

– карандаш;

– линия;

– прямоугольник;

– эллипс;

– распылитель;

– ластик;

Так же имеется  возможность переключения между  цветами линий и заливки.

 

 

 

 

 

1.3 Основные особенности.

 

При запуске программы  появляется окно, на котором размещены  кнопки («Карандаш», «Линия», «Прямоугольник», «Эллипс», «Распылитель», «Ластик».

В левом углу находится  переключатель между рисование  с заливкой и без (цвет заливки  выбирается тут же), в правом же углу можно указать толщину линии  и ее цвет, так же реализована  возможность выбора толщины ластика.

Всеми инструментами  для рисования можно пользоваться, используя левую кнопку мыши, размеры можно вводить с клавиатуры.

 

Программа открывает и  сохраняет объекты в файл с  расширением *.bmp.

Программа позволяет создавать  новые проекты, сохранить объекты  во внешний файл с расширением *.bmp и загрузить ранее созданные объекты из файла с тем же расширением, а также печать.

 

 

 

 

2 Теоретическая часть

 

Графический редактор  — специализированная программа, предназначенная для создания и обработки растровых изображений. Подобные программные продукты нашли широкое применение в работе художников-иллюстраторов, при подготовке изображений к печати типографским способом или на фотобумаге, публикации в интернете.

Растровые графические  редакторы позволяют пользователю рисовать и редактировать изображения на экране компьютера, а также сохранять их в различных растровых форматах, таких как, например, JPEG и TIFF, позволяющих хранить растровую графику с незначительным снижением качества за счёт использования алгоритмов сжатия с потерями, PNG и GIF, поддерживающими хорошее сжатие без потерь, и BMP, также поддерживающем сжатие (RLE), но в общем случае представляющем собой несжатое «попиксельное» описание изображения.

В противоположность векторным редакторам, растровые используют для представления изображений матрицу окрашенных точек (bit map). Однако, большинство современных растровых редакторов содержат векторные инструменты редактирования в качестве вспомогательных.

Основой растрового представления графики является пиксель (точка) с указанием ее цвета. При описании, например, красного эллипса на белом фоне приходится указывать цвет каждой точки как эллипса, так и фона. Изображение представляется в виде большого количества точек – чем их больше, тем визуально качественнее изображение и больше размер файла. Таким образом, одна и даже картинка может быть представлена с лучшим или худшим качеством в соответствии с количеством точек на единицу длины – разрешением (обычно, точек на дюйм – dpi или пикселей на дюйм – ppi).

 

Кроме того, качество характеризуется еще и количеством цветов и оттенков, которые может принимать каждая точка изображения. Чем большим количеством оттенков характеризуется изображения, тем большее количество разрядов требуется для их описания. Красный может быть цветом номер 001, а может и – 00000001. Таким образом, чем качественнее изображение, тем больше размер файла.

Растровое представление обычно используют для изображений фотографического типа с большим количеством деталей или оттенков. К сожалению, масштабирование таких картинок в любую сторону обычно ухудшает качество. При уменьшении количества точек теряются мелкие детали и деформируются надписи (правда, это может быть не так заметно при уменьшении визуальных размеров самой картинки – т.е. сохранении разрешения). Добавление пикселей приводит к ухудшению резкости и яркости изображения, т.к. новым точкам приходится давать оттенки, средние между двумя и более граничащими цветами.

Существует  большое количество графических  редакторов, предназначенных для  работы с векторной и растровой  графикой. Наиболее популярные графические редакторы - это 3ds Max,  Adobe Illustrator,  Adobe Photoshop и  CorelDRAW. Они используются профессиональными дизайнерами для создания и редактирования изображений и фотографий. Самый простой графический редактор, с которым Вы можете встретиться уже сейчас в Вашем компьютере (если у Вас установлена операционная система Windows) - это, конечно же, Microsoft Paint.

 

 

 

 

 

3 Руководство пользователя

 

Программа поставляется в виде исполняемого ЕХЕ файла, запускается под управлением ОС Windows 9X, не требует большого количества системных ресурсов. Имеет удобный пользовательский интерфейс и достаточно широкие возможности для рисования, просмотра и редактирования изображений.

Кнопки выбора инструментов снабжены пиктограммами, иллюстрирующими данный графический  инструмент.

 

Главное меню содержит подпункты:

– создать,

– открыть,

– сохранить,

– сохранить  как,

– печатать

– выход.

 

А так же действия производимые над текущем проектом:

– вырезать

– копировать

– вставить

 

 

Основные элементы панели инструментов выполняют следующие  действия:

карандаш – рисование с учётом выбранного цвета, и толщины линии;

линия – рисование прямой линии от точки до точки с учётом выбранного цвета, и толщины линии

прямоугольник  – рисование квадратов и прямоугольников, с учётом выбранного цвета, вида заполнения;

эллипс – рисование различных эллипсов, с учётом выбранного цвета, вида заполнения;

спрей – распыление точек в определённой области, с учётом выбранного цвета;

ластик - стирание любого вида рисунка

 

Внешний вид  программы представлен на рисунке (рисунок 1).

 

Рисунок 1 –  Главное окно программы

 

Внизу расположена  панель инструментов рисования.

Сверху главного окна находится рабочая область  для рисования.

На рисунке  представлены образцы различных  инструментов, опробованных с различными размерами и цветами (Рисунок 2).

 

Рисунок 2 –  Тестирование ПО

 

Созданный редактор имеет понятный и простой в  использовании интерфейс, стандартное  для Windows оформление.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Руководство программиста

 

Программа DrawObjects написана в среде программирования Delphi 7 компании Borland, на языке Object Pascal. Object Pascal – это объективно-ориентированный  язык программирования, который и  является основой Delphi. Он относится к языкам высокого уровня. Его родоначальник – язык Pascal.

Delphi – это  визуальная среда программирования (Rapid Application Development – RAD), которая включает  в себя помимо компилятора  ещё и редактор, и средства  отладки, и большие наборы готовых  программ (так называемые библиотеки), например наборы математических функций. RAD-системы позволяют также быстро строить прототипы будущих программ: проектировать форму окон, размещать в них всевозможные элементы управления (кнопки, списки, переключатели).

С помощью Delphi 7 можно разработать приложение для Windows практически неограниченной сложности. Такая разработка несколько напоминает складывания программ из кубиков: в Delphi 7 имеется около двух сотен готовых компонентов, которые размещаются в будущем окне одним щелчком мыши. Это значительно облегчает жизнь программистам: не нужно тратить много времени на создания интерфейса программы, а уделить внимание главному – функционированию. Но за такое удобство приходится платить: минимальные размер программы созданной с помощью RAD составляет около 286 КБ, а без использования визуального программирования – 17 КБ. На сегодняшний день работа в Delphi является самым продуктивным методом создания приложений для Windows.

 

 

 

Структура программы

 

Подпрограммы:

Процедура	Назначение
procedure TForm1.FormCreate	Обработчик  события создания формы
procedure TForm1.FormMouseDown	Обработка нажатия  кнопки мыши
procedure TForm1.FormMouseUp	Обработка отжатия  кнопки мыши
procedure TForm1.FormMouseMove	Обработка перемещения мыши
procedure TForm1.LineButtonClick	Процедура рисования  линии
procedure TForm1.RectangleButtonClick	Процедура рисования  прямоугольника
procedure TForm1.EllipseButtonClick	Процедура рисования  эллипса
procedure TForm1.ToolButton1Click	Процедура рисования распылителем
procedure TForm1.ToolButton2Click	Процедура рисования  карандашом
procedure TForm1.ToolButton4Click	Процедура использования  ластика
procedure TForm1.SetPenStyle	Процедура определения
procedure TForm1.PenSizeChange	Процедура определения размера линии
procedure DrawShape	Процедура вывод  изображения
procedure TForm1.SetBrushStyle	Процедура определения  стиля заливки
procedure TForm1.PenColorClick	Процедура определения  цвета линии
procedure TForm1.Open1Click	Процедура открытия файла
procedure TForm1.Save1Click	Процедура сохранения файла (Сохранить)
procedure TForm1.Saveas1Click	Процедура сохранения файла        (Сохранить  как)
procedure TForm1.New1Click	Процедура создания нового проекта
procedure TForm1.Copy1Click	Процедура копирования
procedure TForm1.Cut1Click	Процедура вырезания
procedure TForm1.Paste1Click	Процедура вставки
procedure TForm1.SaveStyles	Процедура сохранения стиля
procedure TForm1.RestoreStyles	Процедура возвращения  стиля