ПРИЛОЖЕНИЕ Г. АДАПТАЦИЯ КОМПЛЕКСА ГРАФИЧЕСКИХ ПРОГРАММ ГРАФОР В ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ WINDOWS И LINUX

Реализация средств отображения в пакете ГРАФОР

Формат файлов HP-GL, используемый в пакете ГРАФОР

Возращаемое значение:

TRUE – в случае благополучного завершения,
FALSE – в случае неудачи.

Для повышения мобильности пакета ГРАФОР было сделано следующее. Поскольку средства непосредственного вывода изображения в различных операционных системах и/или средах различны, вывод изображения на экран осуществляется так: сначала программа, использующая пакет, записывает файл в подмножество языка HP-GL и файл закрывается, а затем вызывается подпрограмма, читающая этой файл, интерпретирующая команды HP-GL и выводящая соответствующую графику на экран. Заметим, что при этом вся "вычислительная часть" пакета (т.е. получение изображения, а ещё точнее – координат отрезков) остается неизменной, а подпрограмма, реализующая непосредственный вывод на дисплей, может использовать различные средства для этого вывода, а также может быть написана и на другом языке программирования.

Остановимся более подробно на языке описания данных HP-GL, созданным более четверти века назад (1976 г.) и поддерживаемом (наряду с более поздним стандартом HP-GL/2) многими производителями (как оборудования, в основном плоттеров и принтеров, так и программных средств, в первую очередь CAD-систем).

Язык использует только коды ASCII. Оператор языка обязательно включает мнемонический код операции (mnemonics), который состоит из двух прописных либо строчных букв, и несколько параметров, разделенных запятыми и/или пробелами. В качестве разделителя между мнемоническим кодом и первым параметром используется пробел, который может отсутствовать. Параметры могут быть необязательными. Если опущен какой либо из них, то должны отсутствовать и все параметры, следующие за ним.

Для разделения операторов используется точка с запятой, в случае отсутствия разделителя концом оператора считается начало следующего. Управляющие символы CR и LF при интерпретации игнорируются.

Задаваемые к качестве параметров в операторе числовые значения записываются в виде цепочек ASCII-символов. Допускается до пяти знаков дробной части. Если дробная часть отсутствует, десятичная точка может опускаться. В качестве параметров других типов допускаются также только цепочки символов. Целые значения типа clamped integer должны удовлетворять неравенству

(–32767) £ ClampedIntegerType £ 32767,

а вещественные

(–32767.9999) £ ClampedRealType £ 32767.9999.

Таким образом, структура оператора (назовем его ХХ) выглядит следующим образом:

ХХ <параметр>… <разделитель>< параметр>.

Пример вариантов записи конкретного оператора:

"PDPU10,20" или "PD;PU10,20;" или "PD PU 10 20;".

Ядро языка HP-GL/2 содержит 55 операторов, которые должны поддерживаться всеми устройствами вывода изображения. Заметим, что даже при этом возможны случаи "разночтения" разными устройствами. Например, команда LT(LineType – тип линии) в плоттере HP7475A воспринимает первый параметр, принимающий значения 0, 1, 2, 3, 4, 5 и 6. А для плоттера HP7550A он может быть и отрицательным (0, ±1, ±2, ±3, ±4, ±5, ±6). К тому же в перьевых плоттерах карусели имеют различное количество гнезд (≡цветов).

Таким образом, лучше выбрать и использовать только необходимый минимум команд, позволяющих реализовывать все графические операции. Приведем их краткое описание.

IN	Инициализация. Восстанавливает стандартные значения всех параметров устройства.
IP ЛН_x ЛН_y ПВ_x ПВ_y	Определение значений масштабных точек (левого нижнего и правого верхнего углов чертежа).
SC X_min, X_max, Y_min, Y_max	Задание системы координат пользователя.
SP N	Установить цвет, определяемый номером.
PU X, Y	Переместиться в указанную точку.
PD X, Y	Провести линию в указанную точку.

Для наглядности приведем фрагмент файла, записываемого в результате работы пакета:

IN;
IP    0, 4019, 6028,    0;
SC    0,  300,    0,  200;
SP
1
;PU
139
139
;PD
139
20
;SP
2
;PU
139
25
;PD
278
25
. . . . . . . .
;SP
3
;PU
265
101
;PD
267
106
;SP0;

Программный модуль пакета ГРАФОР для записи файлов в формате HP-GL.

Создана подпрограмма пакета, осуществляющая запись результатов работы в файл, формат которого является подмножеством (используется минимум команд, достаточный для реализации всех графических элементов) языка HP-GL (Hewlett-Packard Graphic Language). Поскольку формат таких файлов чисто текстовый (plain ASCII), обеспечивается их передача на другие платформы и операционные системы.

Программный модуль отображения результатов работы ГРАФОРа в Windows.

Для повышения мобильности программ отображения (обычно эта часть программное обеспечения наиболее трудно переносится на другие платформы) их реализация в системах семейства Windows (95/98/ME/NT/2000) теперь осуществляется средствами OpenGL. В новой версии экранного драйвера она вызывается вместо подпрограммы, в которой отображение на экран осуществляется с помощью встроенных средств MS Fortran Power Station/Compaq Visual Fortran.

Относительно старой версии также добавились возможности: более простой передачи изображения в буфер обмена, масштабирования и подстраивания под размер окна.

Взаимодействие подпрограмм, написанных на разных алгоритмических языках.

Также реализована отдельная динамическая библиотека HglView.dll, которая содержит функции, позволяющие просматривать HP-GL-файлы формата, описанного выше. Универсальность модуля позволяет вызывать его функции как из приложений, написанных на Фортране, так и на Си. HglView.dll создает собственное меню, через которое можно управлять окнами просмотра HP-GL файлами. Меню содержит следующие команды:

File	→	Close	– Закрыть активное окно просмотра HP-GL файла
Edit	→	Copy .hgl file to the Clipboard	– Скопировать содержимое активного окна в буфер обмена
View	→	Size To Fit	– Изменить масштаб и размеры изображения в соответствии с реальными размерами HP-GL файла
	→	Zoom In	– Увеличить размер изображения
	→	Zoom Out	– Уменьшить размер изображения
Window	→	Cascade	– Расположить окна с перекрытием
	→	Tile	– Расположить окна без перекрытия
	→	Close All	– Закрыть все окна просмотра HP-GL файлов

СПИСОК ФУНКЦИЙ:

READHGLFILE	– выбрать HP-GL файл через стандартный OPEN диалог и показать его.
VIEWHGLFILE	– показать заданный HP-GL файл.
SIZETOFIT	– изменить размеры окна HP-GL изображения в соответствии с его реальным размером.
ZOOM	– осуществить масштабирование HP-GL изображения в сторону увеличения/уменьшения; масштабирование осуществляется по следующей шкале: ... 12,5% 25% 50% 100% 150% 200% 250% ...
ISHGLVIEW	– определить, содержит ли заданное окно HP-GL изображение.

СОСТАВ ПАКЕТА:

1) HglView.dll – следует разместить либо в системной директории, либо в ту, где будет находиться приложение, обращающееся к данному модулю.

2) HglView.lib – библиотека, необходимая для linker'а.

3) HglViewExt.h – файл, содержащий объявление функций; необходим для нормальной работы модулей на СИ.

4) Cview файлы – Пример работы с библиотекой на СИ.

ВЫЗОВ ИЗ ФОРТРАНА:

Для работы в ФОРТРАНЕ требуется наличие Compaq Visual Fortran 6 или аналогичного продукта. Необходимо выполнить следующие шаги:

1) Создать проект QuickWin (multiple windows).

2) Добавить в созданный проект библиотеку HglView.lib .

3) Добавить в файл на ФОРТРАНЕ вызов нужной фукции.

ВЫЗОВ ИЗ СИ (СИ++):

Для работы в СИ требуется наличие MS Visual C++ 6.0. Необходимо выполнить следующие шаги:

1) Создать проект Win32 Application.

2) Добавить в созданный проект файл HglViewExt.h и библиотеку HglView.lib.

3) Создать обычное MDI приложение.

Пример Cview позволяет увидеть, что нужно добавить для работы с данной библиотекой.

Чтобы иметь возможность работать с меню, создаваемым для HP-GL окна надо в процедуру обработки сообщения (message) WM_COMMAND добавить следующие строки:

  LONG   lResult = 0;
  HWND   hChild;
  hChild =(HWND)SendMessage(hwndMDIClient,WM_MDIGETACTIVE,0,(LPARAM)NULL);
  if (ISHGLVIEW (hChild)) //если handle принадлежит HP-GL окну, то передать
  {                       // команду меню на обработку процедуре HP-GL окна
     lResult = SendMessage (hChild, WM_COMMAND, wParam, lParam);
     if (!lResult) return 0;
  }

ОПИСАНИЕ ФУНКЦИЙ:

__declspec(dllimport) extern BOOL __stdcall READHGLFILE(void);

С помощью этой функции пользователь может выбрать HP-GL файл для просмотра через стандартное диалоговое окно OPEN

Аргументы: - нет.

Возращаемое значение:
TRUE – в случае благополучного завершения,
FALSE – в случае неудачи.

__declspec(dllimport) extern BOOL __stdcall VIEWHGLFILE(LPINT pnFile);

Данная функция открывает для просмотра предварительно заданный HP-GL файл

Аргументы:

pnFile
указатель на номер HP-GL файла. По умолчанию имя HP-GL файла - HPxx.HGL, где xx ::= 1|2|...|99.

Возращаемое значение:

TRUE – в случае благополучного завершения,
FALSE – в случае неудачи.

__declspec(dllimport) extern void __stdcall SIZETOFIT (void);

Функция восстанавливает реальные размеры и масштаб HP-GL изображения.

Аргументы:

нет.

Возращаемое значение:

нет .

__declspec (dllimport) extern void __stdcall ZOOM (int nDirection);

Функция осуществляет масштабирование HP-GL изображения; масштабирование осуществляется по следующей шкале: ... 12,5% 25% 50% 100% 150% 200% 250% ...

Аргументы: nDirection – направление 'зуммирования':

– в сторону увеличения

– 1

– в сторону уменьшения

Возращаемое значение:

нет.

__declspec (dllimport) extern BOOL __stdcall ISHGLVIEW (HWND hWnd);

Функция проверяет является ли данное окно окном HP-GL изображения.

Аргументы:

hWnd – идентификатор (handle) тестируемого окна

Возращаемое значение:

TRUE

– если указанный идентификатор принадлежит окну HP-GL изображения.

FALSE

– в противном случае.

Программа просмотра ( Viewer ).

Создана отдельная программа просмотра, которой можно просматривать файлы и после окончания работы с пакетом, поскольку по умолчанию они не уничтожаются и остаются на жестком диске в директории проекта. Пример работы приведен на рисунке.

Здесь, помимо возможностей передачи изображения в буфер обмена, масштабирования, подстраивания под размер, имеются возможности посмотреть, какая директория является текущей, задать просмотр одного конкретного файла или всех файлов из текущей директории, а также узнать полное имя текущего файла.

ОПИСАНИЕ МЕНЮ

Меню содержит команды работы с окнами просмотра HP - GL файлов.

–>

File	–>	Open	– Выбрать HP - GL файл для просмотра через стандартное диалоговое окно Open
	–>	Open All	– Открыть для просмотра все HP - GL файлы из текущей директории
	–>	Export PostScript	– Сохранить текущее изображение в файле PS -формата
	–>	Close	– Закрыть активное окно просмотра HP-GL файла
	–>	Exit	– Закрыть все окна и завершить работу
Edit	–>	Copy .hgl file to the Clipboard	solid windowtext .75pt;solid windowtext .75pt;padding: 0cm 5.4pt 0cm 5.4pt"> – Скопировать содержимое активного окна в буфер обмена
View	margin-left:36.0pt;text-indent:-1mso-list: l0 level1 lfo9;tab-stops:36.0pt"> –font:7.0pt 'Times New Roman'"> полное имя, margin-left:36.0pt;text-indent:-1mso-list: l0 level1 lfo9;tab-stops:36.0pt"> –font:7.0pt 'Times New Roman'"> размер файла, margin-left:36.0pt;text-indent:-1mso-list: l0 level1 lfo9;tab-stops:36.0pt"> –font:7.0pt 'Times New Roman'"> дату создания и размер изображения в точках X на Y .
	Current Directory	– Показать текущую директорию
Window –>	Cascade	– Расположить окна с перекрытием
	–>	Tile	– Расположить окна без перекрытия
	–>	Close All	– Закрыть все окна просмотра HP-GL файлов
Help	–>	About…	solid windowtext .75pt;solid windowtext .75pt;padding: 0cm 5.4pt 0cm 5.4pt"> – Показать диалоговое окно с информацией о программе

Работа пакета ГРАФОР в Linux

Пакет ГРАФОР перенесен на платформу Linux . При написании программы визуализации для пакета ГРАФОР использовалась графическая библиотека QT версии 2.3.1.

Исполнимый файл собирается из 3-х модулей :

1) Модуль, написанный на Fortran - callwin.f, реализует функции, необходимые пользователю .

2) Модуль, написанный на C – sig .c, нужен для связи с модулем main . cpp .

3) Модуль, написанный на C++ – main . cpp , реализует визуализацию результатов, полученных в callwin.f.

Взаимодействие модулей осуществляется так :

1. Запускается функция main () модуля main . cpp . Она назначает процедуру signal 1() обработчиком сигнала SIG _ USR 1, подготавливает среду для создания окон приложения и вызывает главную процедуру модуля callwin . f .

2. В модуле callwin . f после создания файла-результата для его отображения вызывается процедура dowin1() модуля sig . c ,

3. Процедура dowin 1() модуля sig . c изменяет глобальную переменную num _ win ( в данном случае в 1) и посылает приложению ( то есть себе) сигнал SIG_USR1.

4. Процедура signal 1() модуля main . cpp создает динамический объект класса MWidget , вызывая его конструктор и передавая num _ win в качестве параметра . Конструктор читает файл-результат, создает цепочку, каждый элемент которой – отрезок ( цвет+координаты) в окне и инициализирует окно . Функция прорисовки окна берет информацию из цепочки.

Об ' ект класса Mwidget c оздает окно, меню которого содержит пункты :

36.0pt"> ' Close ' - закрывает окно,

36.0pt"> '1 x 1' - устанавливает масштаб 1х1,

36.0pt"> ' In ' - увеличивает изображение в 2 раза,

36.0pt"> ' Out ' - уменьшает изображение в 2 раза.

36.0pt">

Если изображение не помещается в окне, то повляется соответствующая (Х и/или У) полоса прокрутки. При закрытии последнего окна приложение заканчивает работу. Имена процедур в С/С++ не совпадают ( добавлен символ подчеркивания в конце ) c именами в Fortran’ е .

Пример окна :

Исходные тексты :

/********** 'Times New Roman';begin 'Times New Roman';callwin'Times New Roman'">.'Times New Roman'; f'Times New Roman'"> ***************/

yes; TIMES NEW ROMAN CYR" lang=" subroutine fortran

integer argc

character(*) argv

call dowin1

call dowin2

end

/********** 'Times New Roman'; end 'Times New Roman'; callwin.f ***************/

/************* begin sig.c *************/

#include <signal.h>

char num_win;

void dowin1_()

{

num_win=1; kill( getpid(), SIGUSR1);

}

void dowin2_()

{

num_win=2; kill( getpid(), SIGUSR1);

}

/************* end sig.c **************/

// begin main.cpp

#include <signal.h>

#include <stdlib.h>

#include <stdio.h>

#include <iostream.h>

#include <qapp.h>

#include <qmenubar.h>

#include <qpainter.h>

#include <qscrollbar.h>

#include <qstring.h>

#include <qfile.h>

#include <qtstream.h>

struct TChain { unsigned short int x; unsigned short int y;

unsigned short int x2; unsigned short int y2;

2"> unsigned int cl:8; struct TChain *next; };

class MWidget : public QWidget

{

Q_OBJECT

public:

MWidget( QWidget *parent=0, const char *name=0, uint number=0, uint w=0, uint h=0 );

~MWidget();

private slots:

void fzoomin(){ scale.x*=2; scale.y*=2; setMaxH();setMaxV(); repaint(FALSE); };

void fzoomout(){ scale.x/=2; scale.y/=2; setMaxH();setMaxV(); repaint(FALSE); };

void fzoom1x1(){ scale.x=scale.y=1.0; setMaxH();setMaxV(); repaint(FALSE); };

void setH( int val ){ shft.x=val; repaint(FALSE); }

void setV( int val ){ shft.y=val; repaint(FALSE); }

void setMaxH(){

2"> if(size.x*scale.x>hsb->width()){

2"> hsb->setMaxValue( size.x*scale.x-hsb->width() ); hsb->show();

2"> }else{ hsb->hide(); shft.x=0; hsb->setValue(0);}

2"> }

void setMaxV(){

2"> if(size.y*scale.y>vsb->height()){

2"> vsb->setMaxValue( size.y*scale.y-vsb->height() ); vsb->show();

2"> }else{ vsb->hide(); shft.y=0; vsb->setValue(0); }

2"> }

private:

void paintEvent( QPaintEvent * );

void resizeEvent( QResizeEvent * );

QMenuBar *menubar;

QScrollBar *hsb, *vsb;

uint h,w, i,j, n;

struct TChain *tree, *lnk;

struct Tscale { float x; float y; } scale;

struct { uint x; uint y; } size, shft;

};

MWidget::MWidget( QWidget *parent, const char *name, uint number,uint w, uint h )

: QWidget( parent, name)

{ char s[]='Window N '; char fname[]='HP00.HGL'; bool ok;

int *pint, a,b,c,d; struct TChain e;

scale.x=scale.y=1.0; shft.x=shft.y=0; setWFlags(WDestructiveClose);

menubar = new QMenuBar( this, 'menu' ); CHECK_PTR( menubar );

menubar->insertItem( '&Close', this, SLOT(close()) );

menubar->insertItem( '1x1', this, SLOT(fzoom1x1()) );

menubar->insertItem( 'In', this, SLOT(fzoomin()) );

menubar->insertItem( 'Out', this, SLOT(fzoomout()) );

hsb = new QScrollBar( 0,255,10,40,0,Horizontal, this, 0 );

connect( hsb, SIGNAL(valueChanged(int)), SLOT(setH(int)) );

vsb = new QScrollBar( 0,255,1,10,0,Vertical, this, 0 );

connect( vsb, SIGNAL(valueChanged(int)), SLOT(setV(int)) );

n=number; tree=NULL;

fname[2]='0'+number/10; fname[3]='0'+number%10;

QFile f(fname);

if(f.open( IO_ReadOnly )){

QTextStream t( &f );

QString s; s=t.readLine(); s=t.readLine(); s=t.readLine();

if(s[0]=='S' && s[1]=='C'){

if((sscanf((const char*)s,'SC %d, %d, %d, %d;',&a,&b,&c,&d))==4){

size.x=b; size.y=d;

}else return;

e.x=e.y=e.x2=e.y2=e.cl=0; e.next=NULL;

while(!t.eof()){

s=t.readLine();

//SP

if(!strncmp(s,' ;SP',4)){

s=t.readLine();

e.cl=s.toUInt(&ok); if(!ok) break;

//PU

s=t.readLine();

if(s.contains(';PU',FALSE)){

s=t.readLine();

e.x=s.toUInt(&ok); if(!ok) break;

s=t.readLine();

e.y=s.toUInt(&ok); if(!ok) break;

//PD

s=t.readLine();

1"> }else{

1"> e.x=e.x2; e.y=e.y2;

1"> }

if(!s.contains(';PD',FALSE)) break;

s=t.readLine();

e.x2=s.toUInt(&ok); if(!ok) break;

s=t.readLine();

e.y2=s.toUInt(&ok); if(!ok) break;

//LNK

lnk=new TChain[1]; lnk->next=tree; tree=lnk;

lnk->x=e.x;lnk->y=e.y; lnk->x2=e.x2;lnk->y2=e.y2; lnk->cl=e.cl;

}//else printf('s= %s\n',s2);

}

if(!t.eof()){// printf('Error: s=%s\n',(const char*)s);

1"> cout << 'Error: s=' << s << '\n';

1"> f.close(); close(); return;

}

f.close();

}else{

printf('Error: number= %d\n',number); close(); return;

}

setMinimumSize(150,100); resize( w, h );

s[11]=number/10+'0'; s[12]=number%10+'0'; setCaption(s);

show();

}

MWidget::~MWidget()

{// int n=0;

lnk=tree;

while(lnk){

tree=lnk->next;

free(lnk);// n++;

lnk=tree;

}// printf('freed %d\n',n);

}

void MWidget::resizeEvent( QResizeEvent * )

{ int mh=menubar->heightForWidth(width());

hsb->setGeometry( 0, height()-15, width()-15, 15 );

setMaxH();

vsb->setGeometry( width()-15, mh, 15,height()-15-mh );

setMaxV();

repaint(FALSE);

}

void MWidget::paintEvent( QPaintEvent * )

{ QColor colors[]={ QColor(0,0,0), QColor(255,0,0), QColor(0,255,0), QColor(0,0,255), QColor(136,0,136), QColor(128,128,128) };

QPainter paint;

paint.begin( this ); paint.setBrush( 0xffffff );

paint.drawRect(0,menubar->height(),width()-15,height()-menubar->height()-15);

lnk=tree;

while(lnk){

paint.setPen( colors[lnk->cl]);

paint.drawLine((int)(scale.x*lnk->x)-shft.x, (int)(scale.y*lnk->y)+menubar->height()-shft.y,

(int)(scale.x*lnk->x2)-shft.x, (int)(scale.y*lnk->y2)+menubar->height()-shft.y);

lnk=lnk->next;

}

paint.setPen( 0xc0c0c0 ); paint.setBrush( 0xc0c0c0 );

paint.drawRect( width()-15,height()-15,15,15 );

if(!hsb->isVisible())

paint.drawRect( 0,height()-15,width()-15,15 );

if(!vsb->isVisible())

paint.drawRect( width()-15,menubar->height(),15,height()-menubar->height()-15 );

paint.end();

}

#include 'main.moc'

extern char num_win;

extern 'C' void fortran_(int argc, char **argv);

void signal1(int sig)

{ MWidget *m=new MWidget(0,0, num_win, 300, 200 ); }

int main( int argc, char **argv )

{

signal( SIGUSR1, signal1 );

QApplication a( argc, argv );

QObject::connect( qApp, SIGNAL( lastWindowClosed() ), qApp, SLOT( quit() ) );

fortran_( argc, argv);

return a.exec();

}

// end main.cpp

Формат Post Script

Наряду с файлами на языке HP - GL удобно получать файлы на языке PostScript , который является межплатформенным и также имеет текстовый формат. Кратко опишем особенности этого языка.

Файл EPS состоит из двух частей – Prolog и Script , каждая из которых может включать в себя управляющие опреаторы EPS . Содержащиеся в теле файла управляющие операторы EPS начинаются, как и операторы языка PostScript , с символа процента – “%”. Таким образом, EPS -файлы могут обрабатываться как обычным транслятором с языка PostScript , который такие опреаторы будет игнорировать, так и более сложными программами обработки, которыми операторы EPS будут интерпретироваться. Признаком опратора EPS , позволяющего отличить его от комментария, служит второй символ оператора, следующий за “%”. Управляющие операторы начинаются символами “%!” или ”%%”, за которыми следует ASCII -строка. Первый оператор выглядит так ( W , X , Y , Z – конкретные номера версий и подверсий ) :

%!PS-Adobe-W.X EPSF-Y.Z

1; При записи операторов языка PostScript