基于VC++的二维绘图程序设计

张亚宁，刘春光，吴诗帆

基于VC++的二维绘图程序设计

张亚宁，刘春光，吴诗帆

（91550部队，辽宁 大连 116023）

对工程数据进行绘图是数据分析中的一项重要内容，基于VC++开发环境从数据读取、选定坐标范围、绘制数据曲线等方面对二维数据绘图程序设计流程进行了详细描述，通过绘图实验验证了程序的正确性和科学性，具有一定的工程意义。

VC++；二维数据；测量设备；绘图软件

1 绪论

在工程实践中，对测量设备或传感器采集的数据进行实时显示、事后分析等工作较为普遍[1]。通过计算机绘制出的数据曲线走势对数据分析具有重要的意义。当前使用较广泛的绘图软件有AutoCAD、Solidworks、MATLAB、OriginPro等，经过多年的发展，以上绘图软件的功能较完善。在实际工程中，有时需要对数据进行较快速度的处理，或者需要与计算机硬件接口进行信息互换，此时，利用上述绘图软件处理不方便。Visual Studio C++是Microsoft公司推出的一款基于Windows平台、可视化的集成开发环境，在其平台下开发的程序具有效率高、占用内存低、与硬件接口衔接方便等特点[2-4]。基于此，本文利用VC++平台开发了二维数据绘图程序，并进行了数据绘图实验，实验证明了程序的可行性和科学性，具有一定的工程意义。

2 程序实现

程序设计主要分为4部分，分别是：①获取数据；②选定坐标范围；③绘制坐标刻度及标注；④绘制数据曲线。程序各模块代码的实现如下。

2.1 获取数据

获取数据是程序处理的源头，在工程中数据获取分为实时获取和事后获取。实时获取主要从计算机硬件接口获取，而事后获取可以从文本、表格等文件中获取。本文以从TXT文本文件获取数据为例进行程序设计：

因不同文件数据的行数列数一般不同，所以在定义数据存储数组前，需要先编写程序获取数据的行数和列数。同时，因为数组的维数一般用常量来定义，本程序选择动态分配空间的方式定义存储数据数组[*]。数据获取之后，通过循环语句按照行或列拆分数组，具体如下：

2.2 确定坐标范围

科学、合理地选择坐标范围具有重要的意义，数据范围过大或过小都将导致看图不便。本文根据数据（数据同理）的最大、最小值确定坐标范围，以数据为例程序处理如下：

x_max=max_double(x，N);//计算x的最大值x_max

x_min=min_double(x，N);//计算x的最小值x_min

x_abs_max=abs_max_double(x_max，x_min);//计算x绝对值的最大值

int x_power;//x_power为x的指数，例如：10^2

int xd_start;// xd_start为x轴的左侧

int xd_end;// xd_end为x轴的右侧

x_power=e_pow_double(xx_abs_max);//计算数值的10的幂次

xd_start=xx_min/pow(10，xx_power)-1;//左侧边界减少1

xd_end =xx_max/pow(10，xx_power)+1;//右侧边界增加1

坐标轴的范围确定之后，需要确定坐标轴在屏幕上的位置，即：

const int psc_left=400;//绘图左侧边界

const int psc_right=1000; //绘图右侧边界

const int psc_up=100; //绘图上侧边界

const int psc_down=400; //绘图下侧边界

确定完屏幕范围后，需要计算坐标范围和屏幕范围之间的变换系数，即单位长度的数据在屏幕上的长度，计算公式为=（psc_right－psc_left）/（xd_end－xd_start）//变换系数，=（psc_down-psc_up）/（（-yd_start）－（-yd_end））//变换系数。

此处需要注意屏幕横向是从左向右，纵向是从上向下，所以在计算和两个变换系数时有所差异。

2.3 绘制坐标轴

绘制坐标轴首先需要计算出原点（0，0）在屏幕上的位置（0，0），根据比例关系得到的公式为：

定好原点（0，0）后，调用MFC中的类CPen，进行画图，主要程序代码如下：

CPen zpen，cpen; //坐标轴zpen，坐标刻度cpen

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

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

pDC->SetViewportOrg(x0，y0);// 确定原点

pDC->SelectObject(&zpen);//pDC指向zpen，开始画坐标轴

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，开始画坐标刻度

CString sTemp;

for (i=xd_start;i<=xd_end;i++){//划大刻度

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);//将数字“i”转换成字符“sTemp”

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

轴刻度的画法与轴相同，此处不再赘述。

2.4 绘制数据曲线

坐标轴和坐标刻度绘制完毕之后，最后对数据进行绘制，此处需要强调的是坐标轴的变换系数和数据的变换系数必须一致，即数据的变换系数也是，。

主要程序代码如下：

CPen pen;定义数据曲线pen画笔

pen.CreatePen(PS_SOLID，3，RGB(255，0，0));//数据曲线特征

pDC->SelectObject(&pen);//pDC指向pen，开始画数据曲线

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();//删除刻度画笔

zpen.DeleteObject(); //删除坐标画笔

pen.DeleteObject(); //删除数据画笔

3 实验验证

程序完成后，选取两组工程数据依次在VC++和OriginPro环境下进行绘图实验，结果如图1和图2所示。

图1 数据曲线（VC++环境）

图2 数据曲线（OriginPro环境）

通过对比可以发现，本文设计的二维数据绘图程序绘图结果与OriginPro环境下的绘图结果是一致的，证明了本文设计程序的正确性。

4 小结及展望

本文通过在VC++环境下设计绘图程序，实现了高效、准确地对事后数据进行绘图处理，下一步将针对网络发送的实时数据进行实时绘图显示。

［1］ 李杨，徐洁，王春海，等.VC++高效无闪烁绘制大数据量图形［J］.电脑编程技巧与维护，2014（2）：19-26 .

［2］贾振华.VC++程序设计项目实践［M］.北京：清华大学出版社，2010：36-128.

［3］和清芳.计算机图形学原理及算法教程（Visual C++版）［M］.2版.北京：清华大学出版社，2010：39-58.

［4］王振武.计算机图形学基础［M］.北京：清华大学出版社，2011：31-77.

TP311

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.17.020

2095－6835（2019）17－0048－02

张亚宁（1988—），男，硕士研究生，助理工程师，研究方向为数据融合及目标安全控制。

〔编辑：张思楠〕