1.3.4.4. Траектории

API Windows реализует поддержку специфических объектов, называемых траекториями (path). Траектория представляет собой запись движения пера и включает один или несколько замкнутых контуров. Каждый контур состоит из отрезков прямых и кривых Безье. Для построения траектории в Windows NT/2000/XP могут быть задействованы все графические функции рисования прямых, кривых и замкнутых контуров, а также функции вывода текста (в этом случае замкнутые контуры будут совпадать с контурами символов). В Windows 9x/Me могут быть использованы только функции рисования прямых, ломаных, многоугольников (за исключением PolyDraw и Rectangle), кривых Безье и функций вывода текста. Функции рисования эллипсов, окружностей и эллиптических дуг не могут быть использованы для создания траектории в Windows 9x/Me, т. к. в этих системах эллиптические кривые рисуются специальным алгоритмом, а не аппроксимируются кривыми Безье. Для создания траектории предусмотрены функции BeginPath и EndPath. Все вызовы графических функций, расположенные между BeginPath и EndPath, вместо вывода в контекст устройства будут создавать в нем траекторию.

После того как траектория построена, ее можно отобразить или преобразовать. Мы не будем здесь перечислять все возможные операции с траекториями, остановимся только на преобразовании траектории в ломаную. Как уже отмечалось, все контуры траектории представляют собой набор отрезков прямых и кривых Безье. С другой стороны, при построении кривой Безье она аппроксимируется ломаной. Следовательно, вся траектория может быть аппроксимирована набором отрезков прямой. Функция FlattenPath преобразует кривые Безье, входящие в состав траектории, в ломаные линии. Таким образом, после вызова этой функции траектория будет состоять из отрезков прямой.

Отметим также некоторые другие преобразование траектории, полезные для создания графических редакторов и подобных им программ. Функция PathToRegion позволяет преобразовать траекторию в регион. Это может понадобиться, в частности, при определении того обстоятельства, попадает ли курсор мыши в область объекта, представляемого сложной фигурой. Функция WidenPath превращает каждый контур траектории в два контура — внутренний и внешний. Расстояние между ними определяется толщиной текущего пера. Таким образом, траектория как бы утолщается. После преобразования утолщенной траектории в регион можно определить, попадает ли курсор мыши на кривую с учетом погрешности, определяемой толщиной пера.

Получить информацию о точках текущей траектории можно с помощью функции GetPath. Для каждой точки траектории эта функция возвращает координаты и тип точки (начальная линии, замыкающая точка отрезка, точка кривой Безье, конец контура).

Таким образом, создав траекторию из кривой Безье (BeginPath/PoliBezier/EndPath), мы можем преобразовать эту траекторию в ломаную (FlattenPath), а затем получить координаты угловэтой ломаной (GetPath). А каждое звено этой ломаной мы можем нарисовать произвольным стилем, используя LineDDA. Таким образом, задача построения кривой Безье сведена к уже решенной задаче построения отрезка.

В листинге 1.60 реализован метод DrawCurve, выполняющий указанные действия. Здесь FCurve — это поле формы типа TCurve, в котором хранятся координаты четырех точек, образующих кривую.

Листинг 1.60. Работа с траекторией на основе кривой Безье

type

// Тип TCurve хранит координаты кривой в следующем порядке: начало,

// первую промежуточную точку, вторую промежуточную точку, конец

TCurve = array[0..3] of TPoint;

// Функция обратного вызова для LineDDA

procedure LineDrawFunc(X, Y: Integer; Canvas: TCanvas); stdcall;

begin

case CurveForm.RGroupType.ItemIndex of

// Разноцветные шарики

0: if CurveForm.FCounter mod 10 = 0 then

begin

Canvas.Pen.Style:= psSolid;

Canvas.Pen.Width:= 1;

Canvas.Brush.Style:= bsSolid;

if CurveForm.FCounter mod 15 = 0 then Canvas.Pen.Color:= clBlue

else if CurveForm.FCounter mod 15 = 5 then Canvas.Pen.Color:= сlLime

else Canvas.Pen.Color:= clRed;

Canvas.Brush.Color:= Canvas.Pen.Color;

Canvas.Ellipse(X — 2, Y — 2, X + 3, Y + 3);

end;

// Поперечные полосы

1: it CurveForm.FCounter mod 5 = 0 then

begin

Canvas.Pen.Style:= psSolid;

Canvas.Pen.Width:= 1;

Canvas.Pen.Color:= clBlue;

Canvas.MoveTo(X–CurveForm.FDX, Y — CurveForm.FDY);

Canvas.LineTo(X + CurveForm.FDX, Y + CurveForm.FDY);

end;

// Плакатное перо

2: begin

Canvas.Pen.Style:= psSolid;

// Предположим, некоторая точка прямой имеет координаты (X, Y),

// а соседняя с ней — координаты (Х+1, Y-1). Тогда при проведении

// через эти точки наклонной линии одинарной ширины между ними

// останутся незаполненные точки, как на шахматной доске.

// Поэтому потребовалось увеличить толщину пера

Canvas.Pen.Width:= 2;

Canvas.Pen.Color:= clBlack;

Canvas.MoveTo(X — 5, Y — 5);

Canvas.LineTo(X + 6, Y + 6);

end;

// Цепочка

3: begin

case CurveForm.FCounter mod 15 of

0: begin

Canvas.Pen.Style:= psSolid;

Canvas.Pen.Width:= 1;

Canvas.Pen.Color:= clBlack;

Canvas.Brush.Style:= bsClear;

Canvas.Ellipse(X — 5, Y — 5, X + 6, Y + 6);

end;

2..13: Canvas.Pixels[X, Y]:= clBlack;

end;

Inc(CurveForm.FCounter);

end;

procedure TCurveForm.DrawCurve(Canvas: TCanvas);

var

LCurve: TCurve;

I, Size: Integer;

PtBuf: array of TPoint;

TpBuf: array of Byte;

L: Extended;

begin

// LCurve хранит координаты начала и конца кривой и ее

// опорных точек. Если включен режим рисования по опорным

// точкам, LCurve совпадает с FCurve, если включен режим

// рисования по точкам кривой, опорные точки LCurve[1]

// и LCurve[2] рассчитываются по приведенным в книге

// формулам на основании точек FCurve

LCurve:= FCurve;

if RGroupDrawMethod.ItemIndex = 1 then

begin

LCurve[1].X:=

Round((-5 * FCurve[0].X + 18 * FCurve[1].X -

9 * FCurve[2].X + 2 * FCurve[3].X) / 6);

LCurve[1].Y:=

Round((-5 * FCurve[0].Y + 18 * FCurve[1].Y -

9 * FCurve[2].Y + 2 * FCurve[3]-Y) / 6);

LCurve[2].X:=

Round((2 * FCurve[0].X — 9 * FCurve[1].X +

18 * FCurve[2].X — 5 * FCurve[3].X) / 6);

LCurve[2].Y:=

Round((2 * FCurve[0].Y — 9 * FCurve[1].Y +

18 * FCurve[2].Y — 5 * FCurve[3].Y) / 6);

end;

// Создаем траекторию на основе кривой

BeginPath(Canvas.Handle);

Canvas.PolyBezier(LCurve);

EndPath(Canvas.Handle);

// Аппроксимируем траекторию отрезками прямых

FlattenPath(Canvas.Handle);

// Получаем число точек траектории. Так как сами точки никуда

// пока не копируются, в качестве фиктивного буфера можно указать

// любую переменную. В данном случае — переменную I

Size:= GetPath(Canvas.Handle, I, I, 0);

// Выделяем память для хранения координат и типов точек траектории

SetLength(PtBuf, Size);

SetLength(TpBuf, Size);

// Получаем координаты и типы точек. Типы точек нас в данном случае

// не интересуют: у первой точки будет тип PT_MOVETO,

// а у остальных — PT_LINETO. Появление PT_MOVETO у других точек

// невозможно, т. к. траектория содержит только один замкнутый

// контур, состояний из кривой и соединяющей ее концы прямой.

// Появление точек типа PT_BEZIERTO также исключено, т. к. после

// вызова FlattenPath контур содержит только отрезки прямых.

// Поэтому значения, записанные в TpBuf, будут в дальнейшем

// игнорироваться

GetPath(Canvas.Handle, PtBuf[0], TpBuf[0], Size);

FCounter:= 0;

// Рисуем по отдельности каждый из отрезков, составляющих контур

for I:= 1 to Size — 1 do

begin

// Вычисляем длину отрезка

L:=

Sqrt(Sqr(PtBuf[I — 1].X — PtBuf[I].X) +

Sqr(PtBuf[I — 1].Y — PtBuf[I].Y));

// Практика показала, что аппроксимированный контур может

// содержать отрезки нулевой длины — видимо, это издержки

// алгоритма аппроксимации. Так как в дальнейшем нам придется

// делить на L, такие отрезки мы просто игнорируем, т. к.

// на экране они все равно никак не отображаются

if L > 0 then begin

// переменные FDX и FDY используются только при рисовании

// линии типа "поперечные полосы". Если бы линии этого

// типа не было, то FDX, FDY, а так же L можно было бы

// не рассчитывать

FDX:= Round (4 * (PtBuf[I — 1].Y — PtBuf[I].Y) / L);

FDY:= Round(4 * (PtBuf[I].X — PtBuf[I — 1].X) / L);

LineDDA(PtBuf[I — 1].X, PtBuf[I — 1].Y, PtBuf[I].X, PtBuf[I].Y,

@LineDrawFunc, Integer(Canvas));

end;

Данный текст является ознакомительным фрагментом.