Basic - вводный курс

viagra ad


Графические примитивы

Ну что ж, начнем с графических примитивов, т. е. элементарных объектов, на которые можно разбить любое сложное изображение.

Точка

Первый из графических примитивов — точка. Для изображения точки используется оператор pset со следующим синтаксисом:

PSET(X, Y) , С

где х и y — координаты точки на экране, а с — ее цвет. Если цвет не указан, то точка будет изображена последним установленным цветом (это касается и всех прочих графических примитивов).
Рассмотрим пример.

SCREEN 9
PSET(320, 175),4

На черном экране в этом случае появится красная точка в центре.
Сразу же хочется заметить, что из эстетических соображений лучше менять цвет фона, потому что черный экран выглядит мрачно. Например:


SCREEN 9
color, 1
PSET (320,175) ,4

Теперь та же точка будет в центре синего экрана, уже лучше!

Отрезок и прямоугольник

Следующий примитив — отрезок прямой линии. Оператор записывается таким образом:

LINE (X1, Y1)-(X2, Y2), С

где XI, yi — координаты начала отрезка; х2, Y2 — координаты конца отрезка; с — как всегда цвет.
Например, мы хотим изобразить отрезок синего цвета на желтом экране с координатами (рис. 1.5).

Рис.5. Отрезок прямой линии

Программа будет выглядеть так:

screen 9
COLOR 1, 14
LINE (100, 300)-(600, 50), 1

Не секрет, что по диагонали прямоугольника можно всегда его достроить. Известно это и Бейсику. Поэтому можно одним оператором построить прямоугольник со сторонами, параллельными экрану. В этом случае оператор line имеет следующий вид:

LINE (XI, Y1)-(X2, Y2), С, В

То есть к обычному оператору отрезка добавляется буква (это именно буква, а не число!) в — от английского слова box (ящик, коробка). А координаты — это начало и конец любой из диагоналей прямоугольника. Возьмем предыдущий пример и добавим в операторе line букву в:

LINE (100, 300)-(600, 50), 1, В

В результате выполнения у нас получится уже не отрезок, а прямоугольник, причем сама диагональ видна не будет (рис. 1.6).

Рис..6. Прямоугольник со сторонами, параллельными экрану

Предупреждение
Будьте внимательны с координатами. Довольно часто вместо координат диагонали указывают координаты стороны прямоугольника. В таком случае вы получите просто отрезок, параллельный экрану.

И еще один примитив, основанный на операторе line. Он позволяет не только строить прямоугольник по диагонали, но и сразу закрашивать его. Пишется он так:

LINE (XI, Y1)-(X2, Y2), С, BF

Обратите внимание, что добавилась еще буква f (без пробела после в), вместе с буквой в обозначающая "box full" — полная коробка. Это заставляет компьютер залить полученный прямоугольник указанным цветом с.
Попробуйте самостоятельно в предыдущем примере добавить букву f и посмотреть, что получится.

Замечание
Одним оператором line можно получать только прямоугольники и со сторонами, параллельными экрану. Другие фигуры, состоящие из отрезков прямых, можно рисовать только последовательностью операторов line без всяких букв в и F.

Ну, что ж, для начала достаточно. Надо бы поупражняться. Но перед упражнениями хотелось бы дать совет, как облегчить себе жизнь.
Чтобы быстро и четко нарисовать заданный объект, рекомендуется взять листок миллиметровки или бумаги в клеточку, нарисовать экран в масштабе 1 см=50 экранных точек. Получится 13 см в ширину и 7 см в высоту. Затем изобразить там объект,
который вы хотите получить, и тогда все координаты будут у вас, как на ладони (рис. 1.7).

Рис.7. Так надо делать!

К сожалению, опыт автора показывает, что многим из вас лень этим заниматься — отсюда пустая трата сил и времени и очень неказистые результаты.
Перейдем к упражнениям.
88. Напишите программу, изображающую на экране четыре точки разного цвета в центре желтого экрана. Точки расположите квадратом на расстоянии друг от друга 5 точек.
89. Напишите программу, выводящую ромб с диагоналями (рис. 1.8).

Рис.1.8. Ромб с диагоналями

Пропущенные координаты определите сами, зная свойства ромба.
90. Создайте программу, рисующую Российский флаг'. Флаг состоит из трех полос, поэтому рисовать их надо, используя
Есть, кстати, мнемоническое правило для запоминания цветов нашего флага — это магическое слово БеСиК — БЕлый, СИний, Красный — и на Бейсик похоже, и не забудешь никогда.
команду line с параметром bf. Здесь главное четко рассчитать координаты диагоналей всех трех прямоугольников.
91. Напишите программу, выводящую рамку с конвертом (рис. 1.9).

Рис.1.9. Рамка с конвертом

Рамка рисуется двумя операторами line с bf, конверт — подумайте сами. Координаты тоже выберите сами. Только не рисуйте слишком мелкие объекты. Рис.ок должен быть крупным и наглядным. Это любят преподаватели!
92. Создайте программу, выводящую на одном экране куб и пирамиду (рис. 1.10).

Рис.1.10. Куб и пирамида

Окружность

Следующий этап построения — окружность. Все, что нужно знать об окружности для Бейсика — это координаты ее центра и радиус. Оператор выглядит так:

CIRCLE (X, Y) , R, С

где х, y — координаты центра, r — радиус (в экранных точках),
с — цвет.
Например, оператор

CIRCLE (320, 175), 50, 2

изобразит нам зеленую окружность радиусом 50 точек в центре экрана.

Эллипс

Очередной примитив — эллипс. Эллипс — это, по сути, окружность, которой слегка дали по "голове" или по "бокам", в результате чего она стала вытянутой по вертикали или горизонтали. И вместо одного радиуса, как у окружности, у эллипса стало два — по осям X и Y.
Частное от деления Ry на Rx дает нам так называемый коэффициент сжатия:

Таким образом, для вытянутых по горизонтали эллипсов (рис. 1.11) коэффициент сжатия будет в пределах от 0 до 1.
А для эллипсов, вытянутых по вертикали (рис. 1.12), коэффициент сжатия будет больше 1.

Рис.1.11. Эллипс, вытянутый по горизонтали

Рис.1.12. Эллипс, вытянутый по вертикали

Очевидно, что если коэффициент сжатия равен 1, то это будет уже никакой не эллипс, а просто окружность.
Оператор рисования эллипса записывается почти так же, как и для окружности:

CIRCLE (X, Y) , R, С, , , К

где х, y — координаты центра эллипса, r — радиус той окружности, из которой этот эллипс получился, с — цвет, к — значение коэффициента сжатия.
Например, после выполнения оператора

CIRCLE (320, 175), 50, 2,,,.5

в центре экрана появится эллипс зеленого цвета, сжатый сверху и снизу, у которого Ry в два раза меньше, чем Rx.
Если же добавить еще один оператор

CIRCLE (320, 175), 50, 2,,,2

то сверху дорисуется дополнительный один эллипс, который будет сжат уже по горизонтали, и у него уже Ry будет в два раза больше, чем Rx. Вместе они должны составить следующую картинку (рис. 1.13)
Ну, а теперь продолжим наши упражнения.
93. Напишите программу, которая изобразит квадрат и вписанную в него окружность.
Замечание
К сожалению, иногда размеры точек по осям абсцисс и ординат не совпадают, вследствие чего может наблюдаться асимметрия в изображениях (при полной правильности всех ваших расчетов). В таких случаях приходится подгонять детали рисунка вручную.
94. Создайте программу, с помощью которой можно нарисовать мишень — пять концентрических (т. е. с одним центром) окружностей, вложенных друг в друга, и перекрестие двух отрезков прямых. Можно усложнить изображение, добавив попавшую в мишень стрелу (рис. 1.14).
95. Напишите программу, которая отобразит снеговика, состоящего из пяти окружностей разного радиуса и ведерка на голове из эллипса и двух отрезков (рис. 1.15).
96. Напишите программу построения цилиндра, состоящего из эллипсов и двух вертикальных линий (рис. 1.16).
97. При помощи Бейсика нарисуйте летающую тарелку (рис. 1.17).

Рис.1.13. Два пересекающихся эллипса

Рис.14. Мишень

Рис.15. Снеговик

Рис.16. Цилиндр

Рис.1.17. Летающая тарелка

Ну что ж, если все получается, то пора постепенно переходить к более сложным вещам, а именно, к рисованию дуг окружностей и эллипсов. Но прежде следует вспомнить, что в Бейсике используется радианная мера углов (см. "Стандартные функции Бейсика"). Любая дуга имеет угол, от которого она начинается, и угол, где она заканчивается. Чтобы разобраться с этим, сначала я приведу оператор рисования дуг окружностей:

CIRCLE (X, Y) , R, С, а, Ь

где появившиеся две новые величины а и ь и обозначают эти углы. Правило рисования дуг на Бейсике звучит так: "дуга строится от угла а к углу b против часовой стрелки".
Для того чтобы показать это наглядно, лучше всего обратиться к тригонометрической окружности (рис. 1.18).

Рис.1.18. Тригонометрическая окружность

Взглянув на тригонометрическую окружность, мы всегда довольно легко сможем определить начало и конец нужных нам
дуг. Более того, Бейсик позволяет использовать в качестве операндов в своих командах арифметические выражения. Поэтому, например, если вы знаете угол начала дуги — 30°, но затрудняетесь определить его на тригонометрической окружности, то можете в соответствующем месте оператора дуги написать
3.14*30/180
и пусть компьютер сам считает.

Приведем несколько простых примеров.
Построим верхнюю половину окружности синего цвета с радиусом 30 (рис. 1.19), у которой центр находится в точке 150, 100.

Рис.1.19. Верхняя половина окружности

Первым делом, глядя на дугу, определяем направление против часовой стрелки. Это дает нам возможность выяснить, где находится начало и конец дуги. Далее обращаемся к тригонометрической окружности. В этом простом примере сразу видно, что угол начала а=0, а угол конца дуги b=3,14. Таким образом, оператор построения этой дуги выглядит так:

CIRCLE (150, 100), 30, 1, 0, 3.14

Построим правую половину той же самой окружности (мы уже не будем сопровождать это построение рисунком, т. к. процесс аналогичен). По тригонометрической окружности определяем, что а=4,71, b=1,57. Записываем оператор построения дуги:

CIRCLE (150, 100), 30, 1, 4.71, 1.57

Предупреждение
Прежде, чем мы приведем более сложный пример дуги, хочется сделать еще одно полезное замечание. Если в операторе построения дуг поставить знак минус перед значениями углов дуги, то автоматически будут проведены радиусы, соединяющие центр окружности с концами дуг. Нельзя ставить минус перед 0. В этом случае вместо нуля надо использовать -6,28 (т. е. 2я).

Рис.20. CD-MAN

Построим изображение CD-MAN (рис. 1.20). Радиус "глаза" и координаты его центра определим исходя из здравого смысла.
Хотя на первый взгляд кажется, что данное построение очень сложно, но на самом деле мы знаем уже достаточно инструментов, чтобы сделать это двумя изящными легкими движениями. Для начала, действительно давайте определим радиус "глаза". Диаметр его составляет примерно пятую часть радиуса "туловища", стало быть радиус — одну десятую, т. е. 5. Координаты центра примерно Х=215, Y=85. Теперь займемся углами дуги "туловища". Угол а определяется довольно легко — он равен 45°, а вот для определения угла ь надо пройти почти всю тригонометрическую окружность — первая четверть, вторая четверть — еще +90°, третья четверть — еще +90°, и, наконец, еще +45°. Итого Ь=315°. Ну что ж, все данные для построения есть. Приступим.

Rem "туловище"
CIRCLE (200, 120), 50, 1, -45*3.14/180, -315*3.14/180
CIRCLE (215, 85), 5, 1 Rem "глаз" >

Еще раз напоминаю, что в программировании главное — это предварительная подготовка всех исходных данных!
Теперь рассмотрим рисование дуг эллипсов.
Когда мы говорили о построении самих эллипсов, то в операторе было несколько странно видеть три указанных подряд запятых. Сейчас все стало понятно — это место для углов а и ь. Остальное — аналогично дугам окружности. Итак, оператор построения дуг эллипса таков:

CIRCLE (X, Y) , R, С, a, b, К

Рис.21. Месяц

В качестве примера нарисуем "светит месяц, светит ясный" (рис. 1.21).
Внешняя граница месяца — это дуга окружности, а внутренняя — дуга эллипса. Центр у них общий (Х=500, Y=70). Коэффициент сжатия эллипса равен 2. Начало и конец дуг тоже одинаковы (а=4,71, Ь=1,57). Радиус окружности возьмем 50, а вот с радиусом эллипса придется помучиться, поскольку, как мы уже говорили, экранные точки имеют разные ширину и высоту, определяющиеся примерным соотношением 3:4. Поэтому в качестве радиуса эллипса возьмем значение 50x3/4. Тогда месяц построится следующим образом:

CIRCLE (500, 70), 50, 14, 4.71, 1.57 CIRCLE (215, 85), 50*3/4, 4.71, 1.57, 2

Rem дуга окружности Rem дуга эллипса

Закраска

Уже очень хочется попробовать свои силы? Еще немножко нужно подождать. Ведь мы хотим все делать красиво. И нам нужно изучить еще один шаг — закраску замкнутых контуров.
После того, как мы научимся закрашивать, у нас в руках будут практически все необходимые инструменты для рисования сложных объектов, разработки больших линейных алгоритмов.
Итак, оператор закраски имеет следующий синтаксис:
PAINT (X, Y) , Cl, C2
где х, y — координаты любой точки внутри закрашиваемого' контура, ci — цвет, которым закрашивается контур, С2 — цвет самого контура. Если эти цвета совпадают, то достаточно указать С1.
Правила закраски:

  • Контур должен быть замкнут. Если в нем будет прокол хотя бы в одну экранную точку, то вся "краска" вытечет и зальет экран.
  • Контур должен быть одноцветен. Если составляющие даже замкнутого контура разных цветов, то для компьютера эта ситуация аналогична разрыву. Будет закрашен весь экран.
  • Координаты точки закраски должны лежать внутри контура.

Рекомендуется закрашивать контур непосредственно после того, как он нарисован. Часто рисуют все изображение, потом начинают закрашивать разные области, а линии разного цвета пересекаясь дают разрывы, и вот уже экран затекает самыми разными красками.
Если точка закраски попала вне контура, то закрасится весь экран, за исключением самого контура (иногда это бывает нужно, но подобные случаи редки).
Если точка закраски попала на контур, то ничего не закрасится.
Есть общая рекомендация из личного опыта автора, немного удлиняющая процесс отладки программы, но дающая 100%-ный правильный результат закраски. Перед закраской вместо оператора paint лучше написать оператор pset с теми же координатами, но какого-нибудь контрастного цвета, чтобы ее было хорошо видно. Запустить программу и убедиться, что все вышеназванные правила соблюдены и точка находится внутри закрашиваемого контура. После этого возвращаемся в программу, изменяем оператор pset на paint.
Рассмотрим пример закраски месяца из предыдущей программы белым цветом. После того как мы его нарисовали, у нас добавится всего одна команда:

PAINT(530, 70), 15, 14

Откуда взялось число 530 в качестве координаты X, я думаю, понятно, если посмотреть на рисунок, вспомнить координаты центра и радиус.
Ну что ж, а теперь упражнения на дуги и закраску. В них изображения уже более сложные, требующие достаточно основательной предварительной подготовки. Не забывайте о ней!
98. Напишите программу, выводящую на экран образ, аналогичный примеру CD-MAN, изменив лишь углы и координаты центра "глаза" (рис. 1.22).
Закрасьте "туловище" одним цветом, а "глаз" — другим.

Рис.1.22. CD-MAN, глядящий на запад

Рис.1.23. Квадрат с окружностями

99. Создайте программу, отображающую месяц в обратную сторону, чем в примере, рассмотренном выше. Закрасьте его красным цветом.
100. С помощью Бейсика нарисуйте закрашенный квадрат (одним оператором) с вписанными в него двумя разноцветными окружностями (рис. 1.23).
101. Напишите программу, выводящую на экран петлю гистерезиса, которая состоит из двух отрезков прямых линий и четырех дуг, являющихся четвертями окружности (рис. 1.24). Попробуйте сначала нарисовать изображение в масштабе на бумаге, рассчитать все исходные данные. Закрасьте получившееся изображение. (Будьте внимательны при состыковке дуг, зачастую там образуются разрывы.)

Рис.1.24. Петля гистерезиса

Рис.1.25. Звезда

102. Выведите на экран пятиконечную звезду, вписанную в окружность и закрашенную как на рис. 1.25.
103. Нарисуйте корабль в ночном море под российским флагом (рис. 1.26).
Это задание уже представляет собой достаточно сложное изображение. Попробуйте выполнить его так, как вы считаете нужным, а мы хотим изучить, как это нужно делать.

Рис.1.26. Корабль в ночи

Назад Начало Вперед