【正文】 2020 年 5 月 JIANGSU TEACHERS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計（ 論 文 ） 江蘇技術(shù)師范學院畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 1 基于 .NET 的二維圖形繪制 處理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn) 摘 要 ： 計算機已成為快速、經(jīng)濟的 圖片生成工具 。計算機繪圖技術(shù) 發(fā)展 日新月異 ， 應(yīng)用范圍越來越廣 ， 為 生產(chǎn)、科研、管理、國防等領(lǐng)域提供了 高速 、高效 和高精度的圖形設(shè)計及輸出方法 。 關(guān)鍵字 ： VC2020；圖形；繪制； MFC 江蘇技術(shù)師范學院畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 2 Design and Development of twodimension Graphics Drawing System based on .NET Abstract： Computer has bee the powerful tool to generate graphics rapidly and economically. Computer drawing technology develops faster and faster, and also has more and more application fields, it provide a high speed, high efficiency and accuracy of the graphic design and the output approach for production, scientific research, management, national defense and other fields. This system is pleted in Visual C + +2020 platform, Design to achieved twodimension graphics drawing system, and its function mainly include drawing simple geometric shapes, including straight line, triangle, rectangle, ellipse (circle), polygon。它是建立在傳統(tǒng)的圖學理論、應(yīng)用數(shù)學及計算機科學基礎(chǔ)上的一門邊緣科學。 計算機繪圖技術(shù)的發(fā)展 計算機繪圖起源于 20 世紀 50 年代， 1950 年，在麻省理工學院，作為旋風一號計算機的外圍設(shè)備，第一臺圖形顯示器誕生了，它只能顯示一些簡單的圖形。 1959 年， Calp 公司研制了第一臺滾筒式繪圖機。 20 世紀 80 年代，隨著微機的發(fā)展，計算機繪圖技術(shù)也取得了長足的發(fā)展，特別是繪圖軟件和計算機輔助設(shè)計軟件大量涌現(xiàn)。 計算機繪圖技術(shù)的研究內(nèi)容 計算機繪圖技術(shù)自誕生以來，隨著軟硬件技術(shù)的發(fā)展，它的應(yīng) 用領(lǐng)域在不斷地擴大，這些又推動了其領(lǐng)域的擴展和研究內(nèi)容的不斷增加。 （ 2）基本圖形生成算法。 （ 4）自由曲線和曲面。 江蘇技術(shù)師范學院畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 第 2 頁 共 34頁 （ 6）真實感圖形顯示技術(shù)。 （ 8）計算機動畫顯示技術(shù)。 （ 10）圖形的并行處理算法。 計算機繪圖技術(shù)的優(yōu)點 與 手工繪圖相比，計算機繪圖有以 下一些優(yōu)點： (1) 高 效 的數(shù)據(jù)處理能力，極大地提高了繪圖的精度及速度； (2) 強大的圖形處理能力，能夠很好地完成設(shè)計與制造過程中二維及三維圖形的處理，并能隨意控制圖形顯示，以及平移、旋轉(zhuǎn)和復(fù)制圖樣； (3) 良好的文字處理能力，能填加各類文字，特別是能直接輸入漢字； (4) 快捷的尺寸自動測量標注和自動導(dǎo)航、捕捉等功能； (5) 具有實體造型、曲面造型、幾何造型等功能，可實現(xiàn)渲染、真實感、虛擬現(xiàn)實等效果； (6) 友好的用戶界面，方便的人機交互，準確自動的全作圖過程記錄； (7) 有效的數(shù)據(jù)管理、查詢及系統(tǒng)標準化， 同時還具有很強的二次開發(fā)能力和接口； (8) 先進的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，包括局域網(wǎng)、企業(yè)內(nèi)聯(lián)網(wǎng)和 Inter 互聯(lián)網(wǎng)上的傳輸共享等； (9) 與計算機輔助設(shè)計相結(jié)合，使設(shè)計周期更短，速度更快，方案更完美： (10) 在計算機上模擬裝配，進行尺寸校驗，不僅可避免經(jīng)濟損失，而且還可以預(yù)覽效果； 計算機繪圖技術(shù)的應(yīng)用 （ 1）計算機輔助設(shè)計（ CAD） CAD 是以計算機圖形學作為技術(shù)基礎(chǔ)的支持設(shè)計應(yīng)用的技術(shù)。 江蘇技術(shù)師范學院畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 第 3 頁 共 34頁 （ 2）圖示圖形學 它主要用 于生成報告的插圖、透明膠片和幻燈片，使報告，公告等的 歸納、總結(jié)、統(tǒng)計和分析信息實現(xiàn)圖示化。將計算機圖形學與人工智能技術(shù)結(jié)合起來 ，可以構(gòu)造出豐富 的藝術(shù)圖像。 （ 4） 計算機輔助教學 計算機圖形學已經(jīng)廣泛用于計算機輔助教學系統(tǒng)中，它可以使教學過程形象、直觀、生動 ,極大地提高了學生的學習興趣和教學效果。 （ 5）娛樂 利用計算機動畫技術(shù)生產(chǎn)動畫片，使角色造型、色彩搭配和角色的運動路徑規(guī)劃等環(huán)節(jié)的設(shè)計變的更加容易。 （ 6） 科學計算的可視化 科學計算可視化就是應(yīng)用計算機圖形生成技術(shù)，將科學及工程計算的中間結(jié)果或最后的結(jié)果以及測量數(shù)據(jù)等，在計算機屏幕上以圖像形式顯示出來，實現(xiàn)了科學計算環(huán)境和根據(jù)的進一步現(xiàn)代化。在用戶接口中廣泛使用圖形用戶界面 (GUI),如菜單、對話框、圖標和工具欄等，大大提高了用戶接口的直 觀性和友好性以及相應(yīng)軟件的執(zhí)行速度。 Photoshop 是 Adobe 公司旗下最為出名的圖像處理軟件之一，集圖像掃描、編輯修改、圖像制作、廣告創(chuàng)意，圖像輸入與輸出于一體的圖形圖像處理軟件，深受廣大平面設(shè)計人員和電腦美術(shù)愛好者的喜愛?，F(xiàn)已經(jīng)成為國際上廣為流行的繪圖工具。 3DMAX 是是 Autodesk 公司開發(fā)的基于 PC 系統(tǒng)的三維動畫渲染和制作軟件。 MAYA 是美國 Autodesk 公司出品的世界頂級的三維動畫軟件，應(yīng)用對象是專業(yè)的影視廣告，角色動畫，電影特技等。 江蘇技術(shù)師范學院畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 第 5 頁 共 34頁 第二章 開發(fā)工具簡介 VC++概述 Microsoft Visual C++（簡稱 Visual C++、 MSVC、 VC++或 VC）是 Microsoft 公司推出的開發(fā) Win32 環(huán)境程序，面向?qū)ο蟮目梢暬删幊滔到y(tǒng)。 用 VC++進行繪圖程序設(shè)計具有明顯的 優(yōu)越性 ， 其 優(yōu)越性主要表現(xiàn)在以下 4 個方面： (1) 開發(fā)分布式應(yīng)用。 (2) 開發(fā)的應(yīng)用運行效率高。 (3) 能縮短軟件升級周期。 (4) VC 能夠生成多線程應(yīng)用，而多線程應(yīng)用對于增加并發(fā)影響 有實際意義。這個類庫是在 Microsoft Windows中進行程序設(shè)計的應(yīng)用程序框架。程序設(shè)計人員只需將自己要創(chuàng)建的應(yīng)用程序的相關(guān)代碼添加到這個狂降中就可以完成相關(guān)功能。它也是元標記語言，可以定義其他與特定領(lǐng)域有關(guān)的、語義的、結(jié)構(gòu)化的標記。 XML 的定義方式易于實現(xiàn)，并且可以在 SGML 和 HTML 中進行操作 XML 是 Inter 環(huán)境中跨平臺的，依賴于內(nèi)容的技術(shù)，是當前處理分布式結(jié)構(gòu)信息的選擇工具，它可以簡化文檔信息在 Inter 中的傳輸。 XML 格式的應(yīng)用 可以從 HTML 中分離數(shù)據(jù) 通過 XML,可以在 HTML 文件之外存儲數(shù)據(jù)?？梢约芯θサ绞褂?HTML 做好數(shù)據(jù)的顯示和布局上，并確保數(shù)據(jù) 修改 時不會導(dǎo)致 HTML 文件也需要修改。 用于交換數(shù)據(jù) 通過 XML,我們可以在不兼容的系統(tǒng)之間交換數(shù)據(jù)。把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為 XML 格式存儲將大大減少交換數(shù)據(jù)是的復(fù)雜性，并且還可以使得這些數(shù)據(jù)能被不同的程序讀取。許多與 B2B有關(guān)的完全基于 XML 的應(yīng)用程序正在開發(fā)中。 XML 提供了一種與軟硬件無關(guān)的存儲和共享數(shù)據(jù)方法。應(yīng)用程序可以讀寫和存儲數(shù)據(jù)，一般的程序可以顯示數(shù)據(jù)。 無線標記語言 (WML， The Wireless Markup Language ), 用于標識運行于手持設(shè)備上 的 Inter 程序。 江蘇技術(shù)師范學院畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 第 8 頁 共 34頁 第四章 系統(tǒng)分析設(shè)計 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 本系統(tǒng)實現(xiàn)的 功能 有 繪制 基本圖形 ，圖形處理，圖形文件的存儲和 讀寫，圖形的選中功能等。具體的功能如 圖 41 所示： 圖 41 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 功能模塊分析設(shè)計 這節(jié)主要介紹各個模塊的主要功能。 其功能模塊主要包括如下幾個。該模塊可以通過繪圖工具欄繪制下列圖形： (1) 直線 圖形繪制處理系統(tǒng) 基本圖形繪制 圖形處理 圖形選擇 直 線 圖形線條 橢 圓 矩 形 三 角 形 多 邊 形 線 型 線條顏色 顏色透明度 線 型 填 充 色 填充方式 鋼筆工具 直線片段 曲線片段 自由圖形 平 移 縮 放 旋 轉(zhuǎn) 單 選 多 選 填充 線條寬度 江蘇技術(shù)師范學院畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 第 9 頁 共 34頁 直線 的繪制只 要確定一個 起點和 一個 終點，起點通過 MoveTo( )函數(shù)來確定 ， 鼠標移至 繪圖區(qū)域的任意位置 并左擊，確定起點，然后拖動鼠標到 任意位置停止， 左鍵彈起，直線就繪制成功，在這過程中 使用 了 LineTo( )函數(shù)。本系統(tǒng)中矩形的算法是：先確定矩形的中心點坐標， 然后根據(jù)中心點坐標計算出 矩形左上頂點的坐標，把該點作為起點， 使用 MoveTo( )函數(shù)和 LineTo( )函數(shù)進行繪制。在本系統(tǒng)里 ， 定義了一個 CurveTo( )函數(shù)來實現(xiàn)橢圓曲線片段的繪制。 (4) 三角形 在 本系統(tǒng)里 ， 實現(xiàn)的是等邊三角形的繪制 。在本繪圖系統(tǒng)里，繪制三角形時，鼠標按下的位置便是起點，鼠標彈起的位置便 是終點 。 (7) 鋼筆工具 鋼筆工具可以畫直線、曲線 、任意多邊形 和 其他任意自由圖形。在本系統(tǒng)里 ，圖形處理功能主要 有 ：平移、旋轉(zhuǎn)、縮放 。而一條直線段則可以由始末端點相連產(chǎn)生。如果在 XY 平面內(nèi)，一個點的坐標用行向量 [x y]表示，那么一個圖形的點集則可以用m 2 的矩陣表示。 江蘇技術(shù)師范學院畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 第 10 頁 共 34頁 在二維平面內(nèi)， 設(shè) 變換前的點坐標為 (x ， y)，變換后的坐標為 (x’ ， y’ )， 這個變換過程可以寫成如下矩陣形式： [x’ y’ ] = [x y]二維幾何變換的一般形式也可以寫成如下代數(shù)形式： x’ = a1 x + b1 y + c1 y ’ = a2x + b2y + c2 在本系統(tǒng) 里 ，圖形的 幾何變換都要用到兩個 Matrix 類的方法函數(shù)： 一個是RotateAt( )， 表示通過預(yù)先計算旋轉(zhuǎn)，沿指定點順時針旋轉(zhuǎn)該 Matrix；另外一個是 Translate( )， 表示 通過預(yù)先計算轉(zhuǎn)換向量，將指定的轉(zhuǎn)換向量應(yīng)用到此 Matrix。 (2) 旋轉(zhuǎn)變換 在本系統(tǒng)中，每個圖形都有一個矩形控制框，矩形控制框上 都 有八個控制點，分別是矩形的四個頂點和四條邊的中點。 (3) 縮放變換 在 該系統(tǒng) 中， 縮放變換可以只縮放 X 軸方向的大小，或者只縮放 Y 軸方向的大小，或者兩者同時縮放 圖形線條 線條的屬性設(shè)置一般都有線條的寬度、類型、 顏色。 線條顏色江蘇技術(shù)師范學院畢業(yè)設(shè)計說明書 (論文 ) 第 11