Міністерство освіти і науки України
Українська інженерно-педагогічна академія
Гірничий факультет
Кафедра інформаційних технологій
Пояснювальна записка
до курсової роботи
з дисципліни «Прикладне програмування»
на тему:
«Розробка засобами Delphi дидактичного ілюстративного матеріалу для розв’язання задачі з аналітичної геометрії. Обчислення проекцій вектора на координатні осі в просторі»
Виконав:
ст. гр. ДК-К7-1
Валуйський О.С.
Керівник:
ас. кафедри І.Т.
Ушакова І.В.
Стаханов
2009
УІПА, гірничий факультет (найменування вищого навчального закладу)
Кафедра інформаційних технологій
Дисципліна “Прикладне програмування”
Спеціальність 6.01010036
Курс 2. Група ДГ-К7-1. Семестр 4
Завдання
на курсовий проект студента
Валуйського Олексія Сергійовича
(прізвище, ім’я, по батькові)
1. Тема проекту «Розробка засобами Delphi дидактичного ілюстративного матеріалу для розв’язання задачі з аналітичної геометрії. Обчислення проекцій вектора на координатні осі в просторі»
2. Термін здачі студентом закінченого проекту до 25 травня 2009 р.
3. Вихідні дані до проекту Середовище програмування Delphi 7, бібліотека VCL. Діапазон значень на координатних осях
4. Зміст розрахунково-пояснювальної записки (перелік питань, що їх належить розробити):
a. Вступ, з обов’язковим посиланням на літературу, в якій вказується актуальність і ефективність програмування в середовищі Delphi 7.
b. Умова задачі, її аналітичне розв’язання в загальному вигляді з обов’язковим посиланням на літературу.
c. Розв’язання задачі для самостійно заданих початкових даних з врахуванням градуювання осей координат. Програмування в консольному режимі, отримання результату.
d. Сценарій проекту розв’язання задачі в Delphi. Програмна реалізація. Алгоритми процедур. Інтерфейс проекту обов’язково повинен включати вікна для графічного розв’язання задачі з контролем введення початкових даних та контролем можливості повного графічного відображення результату; вікно з описом аналітичного розв’язання задачі в загальному вигляді; вікно з даними автора проекту. Тестування проекту для тих даних, що використовувалися в консольному режимі.
e. Опис інтерфейсу з екранними копіями.
f. Висновки з обов’язковим переліком кількісних даних, що характеризують результати розробки.
g. Використані джерела.
h. Додатки.
5. Перелік графічного матеріалу (з точним зазначенням обов’язкових креслень). Сторінки формату А4 зі схемами алгоритмів окремих процедур.
6. Дата видачі завдання 2 лютого 2009 р.
Календарний план
| № з/п |
Найменування етапів курсового проектування |
Термін виконання |
Примітки |
| 1. |
Вступ. Математичне розв’язання задачі. |
до 2.03 |
|
| 2. |
Розв’язання задачі в консольному режимі. |
до 15.03 |
|
| 3. |
Розробка сценарію проекту в Delphi, алгоритмів процедур. |
до 15.03 |
Контроль лектора, завідувача кафедри |
| 4. |
Програмна реалізація проекту. Тестування проекту, внесення в проект необхідних змін та доповнень. |
до 2.05 |
|
| 5. |
Оформлення тексту пояснювальної записки: вступ, основний текст, висновки, список джерел та додатки. Представлення проекту на перевірку керівнику. |
до 7.05 |
|
| 6. |
Підготовка роботи до захисту. |
до 15.05 |
|
| 7. |
Захист курсової роботи |
15-25.05 |
Комісія |
Студент _____________
Керівник _____________
2 лютого 2009 р.
ЗМІСТ
Вступ
1 Математичне розв’язання задачі
1.1 Постановка задачи
1.2 Аналітичне розв’язання в загальному виді
1.2.1 Основні вектори
1.2.2 Координати точки
1.2.3 Кут між віссю координат та вектором
1.2.4 Аналітичне розв’язання
1.2.5 Математичний приклад
2 Сценарій розв’язання задачі в Delphi
2.1 Програмування в консольному режимі
2.1.1 Блок-схема алгоритму
2.1.2 Програмний код консольної програми
2.2 Компоненти та їх властивості
2.2.1 Компонент Edit
2.2.2 Компонент Button
2.2.3 Компонент PageControl
2.2.4 Компонент MainMenu
2.2.5 Компонент CheckBox
2.2.6 Компонент TrackBar
2.2.7 Компонент ColorBox
2.2.8 Компоненти Image і PaintBox
2.3 Структура взаємозв’язку компонентів
2.4 Програмний код додатку
3 Опис інтерфейсу
Висновки
Список використаних джерел
Вступ
У наш час програмування вже не є чимось особливим і кожен бажаючий, за допомогою спеціальних програм, може створювати програми практично будь-якої складності, з використанням старих перевірених способів так і за допомогою нових технологій. Зараз є декілька програм, які здатні, буквально за десять хвилин створити працюючу програму, але десять років тому такого не було. Було лише середовище програмування - Delphi, яке стала логічним продовженням мови Turbo Pascal, але містило підтримку графічних версій Windows та набір компонентів VCL, за допомогою яких можна швидко створювати інтерфейси різної складності. Наприкінці дев'яностих Delphi почала займати лідируючі позиції в середовищах RAD і відняло велику кількість користувачів від Visual Basic і Visual C + +. Найпопулярнішою версією стала Delphi 7, яку багато користувачів вважають найбільш вдалою і самої зручною.[1]
Отже, чим же є середовище Delphi насправді
· Зручне середовище для набору програмного коду з повною підтримкою Unicode.
· Підтримка об'єктно-орієнтованого програмування.
· Швидка побудова програм з використанням візуальних компонентів.
· Вбудований компілятор, відладчик та інші інструменти
· Різні способи колективної розробки програм.
· Інструменти для створення нових візуальних компонентів.
· Детальна довідка по всім компонентам й програмам.
· Набір прикладів для кращого вивчення мови.
· Розширена підтримка різних драйверів баз даних.
Головним плюсом середовища Delphi є те, що її можна використовувати як для створення програм для доступу до баз даних, так і для створення ігрових програм. Не буде складнощів і при створенні математичних програм. Середовище включає в себе повний набір компонентів для розробки графічного інтерфейсу програми, які розподіляються за групами. Так само при бажанні можна створити свої компоненти (з використанням ООП) або завантажити з Інтернету.
Таким чином, для створення в Delphi нескладних програмних продуктів зовсім не обов'язково розуміти внутрішню структуру Windows-програми. Достатньо вміти працювати з деякими компонентами, що постачається разом із середовищем розробника. При цьому почати роботу із середовищем можна практично без попереднього ознайомлення, а написання першої програми не вимагатиме поглиблення знання про особливості системи. Цьому почасти сприяє зручний інтерфейс середовища розробника. [2]
Актуальність цієї робити полягає в рішенні алгебраїчних та геометричних задач з використанням мови Pascal, та на прикладі цієї задачі ми вивчимо мову програмування на прийнятному рівні, адже в даному випадку необхідно використовувати не тільки різні графічні компоненти і заздалегідь заготовлені шаблони коду. За допомогою математичних формул і формул перетворення необхідно обчислювати значення геометричних фігур і виводити графічні даних на екран. Для цього необхідно досконало знати математичні методи Delphi, а також графічну систему виводу 2D графіки GDI+. У процесі виконання роботи передбачається оволодіння всіма основними навичками програмування під Windows.
1 Математичне розв’язання задачі
1.1 Постановка завдання
Система швидкої розробки програм Delphi дозволяє створювати програми для вирішення математичних завдань практично будь-якої складності, а також забезпечити програму зручним інтерфейсом користувача і довідковою системою, для простого освоєння програми.
Математична задача, в даному випадку це програма для побудови вектора у Декартові системі координат, яка повинна, спочатку, малювати математичну систему координат з позначенням осей, сіткою і градуювання, а потім виводити вектор з наперед заданими умовами.
Мета: розробити програму для розв'язання поставленої математичної задачі в середовищі Delphi.
Завдання:
1. Вивчити матеріал по заданій темі
2. Підготувати коротку математичну довідку з даної задачі
3. Провести математичне розв’язання задачі
4. Вибрати необхідні компоненти для створення інтерфейсу
5. Перевірити правильність розв’язання задачі в програмі
6. Додати в програму інформацію про автора та про програму
7. Зробити висновки за виконану роботу
1.2 Аналітичне розв’язання в загальному виді
1.2.1 Основні вектори
Три взаємно перпендикулярні осі OX, OY, OZ, що проходять через деяку точку О, утворюють прямокутну систему координат. Точка О називається початком координат, прямі OX, ОУ, OZ - осями координат (OX - ось абсцис, OY - ось ординат, OZ - ось аплікат), а площини XOY, YOZ, ZOX - координатними площинами. Який-небудь відрізок UV приймається за одиницю масштабу для всіх трьох осей.
Відклавши на осях OX, OY, OZ в позитивному напрямку відрізки OA, OB, ОС, рівні одиниці масштабу, отримаємо три вектора OA, OB, ОС. Вони називаються основними векторами і позначаються відповідно i, j, k.
Позитивні напрямки на осях прийнято вибирати так, щоб поворот на 90°, що поєднують позитивний промінь OX з променем ОУ, здавався відбувається проти годинникової стрілки, якщо спостерігати його з боку променя OZ. Така система координат називається правою. Іноді користуються і лівої системою координат. У ній згаданий поворот відбувається за годинниковою стрілкою.
Рисунок 1.1 Основні вектори
1.2.2 Координати точки
Положення будь-якої точки М в просторі можна визначити трьома координатами наступним чином. Через М проводимо площині MP, MQ, MR, відповідно паралельні площинах YOZ, ZOX, XOY. У перетині з осями отримуємо точки Р, Q, R. Числа х (абсциса), у (ордината), z (апліката), вимірюють відрізки OP, OQ, OR у вибраному масштабі, називаються (прямокутними) координатами точки М. Вони беруться позитивними або негативними, дивлячись по тому, чи мають вектори OP, OQ, OR відповідно ті ж напрямки, що й основні вектори i, j, k, або протилежні. [1]
Приклад. Координатами точки М (на рис. 1.2) є: абсциса х = 2, ордината у = -3, апліката z = 2. Запис: М (2; -3; 2). Вектор ОМ, що йде від початку координат O до деякої точці M, називається радіусом-вектором точки М і позначається літерою r, щоб відрізняти один від одного радіус-вектори різних точок, при букві r ставлять значки: так, радіус-вектор точки М позначається rm
. Радіус-вектори точок А1
, А2
…, An
позначаються r1
, r2
…rn
Рисунок 1.2 Координати точки
Прямокутними координатами вектора m називаються алгебраїчні проекції вектора m на осі координат. Координати вектора позначаються великими літерами X, У, Z (координати точки - малими).
Запис: m{Х; У; Z) або m = {X; У; Z)
Замість того, щоб проектувати вектор m на осі OX, ОУ, OZ, можна проектувати його на осі М1
А, М1
В, М1
С (рис. 1.3), проведені через початок М1
вектора m і дорівнює направленню з осями координат.
Координати вектора не змінюються при паралельному перенесенні системи координат. Навпаки, координати точки при паралельному перенесенні системи координат змінюються. [1]
Якщо початкова точка вектора ОМ співпадає з початком координат, то координати вектора ОМ відповідно рівні координатами кінцевої його точки М.
Рисунок 1.3 Координати вектора
1.2.3 Кут між віссю координат та вектором
Кути α, β, γ (рис. 1.4), утворених позитивними напрямками OX, OY, OZ з вектором a{X;Y;Z}, можна знайти за формулами
, (1)
, (2)
, (3)
Приклад
Рисунок 1.4 Кут між віссю координат так вектором
Якщо вектор a має довжину, що дорівнює одиниці масштабу, тобто якщо |a| = 1, то , , .
З формул (1), (2), (3) випливає:
(4)
Приклад: Знайти кути, утворених осями координат з вектором {2;-2;-1}.
Розв’язання. ,, , звідки
1.2.4 Аналітичне розв’язання
По заданому модулю вектора і заданими кутах між вектором і осями OX, OY, OZ, обчислити проекції вектора на координатні осі.
Дано:
Розв’язання:
1. За формулою обчислюємо відповідно x, y, z
2. Отримані значення перетворимо в екранні координати
cpX, cpY – центр системи координат dp – масштаб
3. Виводимо вектор за отриманими координатами
Рисунок 1.5 Отриманий вектор
1.2.5 Математичний приклад
Дано:
Рішення:
1. За формулою обчислюємо відповідно x, y, z
1. Виходить вектор з координатами
2. Отримані значення перетворимо в екранні координати
3. Будуємо вектор у системі координат
2. Сценарій розв’язання задачі в Delphi
2.1 Програмування в консольному режимі
2.1.1 Блок-схема алгоритму
|
2.1.2 Програмний код консольної програми
program Console;
{$APPTYPE CONSOLE}
uses
SysUtils,
Windows,
Forms,
Math;
var
a,b,v: real; //углы между векторами и осями
m: integer; //модуль вектора
x,y,z: integer; //координаты вектора
xe,ye: integer; //экранные координаты вектора
const
dp = 14;
cpX = 250;
cpY = 200;
//Вывод текста кириллицей на экран
procedure printf(const S: AnsiString);
var
Result: AnsiString;
begin
SetLength(Result, Length(S));
AnsiToOemBuff(@S[1], @Result[1], Length(S));
writeln(result);
end;
//Задержка
procedure Delay(ms : cardinal);
var
t1: cardinal;
begin
t1:=GetTickCount;
while (GetTickCount - t1) < ms do Application.ProcessMessages;
end;
begin
//Ввод данных
printf('Введите угол альфа');
readln(a);
printf('Введите угол бета');
readln(b);
printf('Введите угол гамма');
readln(v);
printf('Введите модуль вектора');
readln(m);
//Расчет данных
printf('Идет расчет данных...');
x:=round(cos(a*(Pi/180))*m);
y:=round(cos(b*(Pi/180))*m);
z:=round(cos(v*(Pi/180))*m);
delay(4000);
//Расчет экранных координат
xe:=cpX + (y * dp) - (x * dp div 2);
ye:=cpY + (x * dp div 2) - (z * dp);
//Вывод информации
printf(Format('Вектор с координатами: a={%d,%d,%d}',[x,y,z]));
printf(Format('Экранные координаты: Xe=%d, Ye=%d',[xe,ye]));
readln;
end.
Рисунок 2.2 Консольна програма
2.2 Компоненти та їх властивості
Створюючи цю програму я використовував багато графічних компонентів, наприклад Edit, Button, CheckBox, MainMenu, ColorBox, PageControl и TrackBar.
2.2.1 Компонент Edit
Компонент для відображення, введення та редагування однорядкових текстів. Є можливість оформлення об'ємного бордюру. Основна властивість — Text. У компоненті Edit текст, що вводиться або виводиться, міститься у властивості Text. Цю властивість можна встановлювати в процесі проектування або вказувати програмно. Вирівнювання тексту, як це має місце в позначках і панелях, неможливо. Неможливе також і перенесення рядків. Текст, який не вміщується по довжині у вікно, просто зрушується, і користувач може переміщуватися по ньому за допомогою курсору.
Таблиця 2.1 - Властивості компоненту Edit
| Властивості |
Опис |
| AutoSize |
Автоматично налаштування під розмір тексту |
| Color |
Колір тексту |
| Font: TFont |
Вибраний шрифт тексту |
| Left: integer |
Положення компонента по горизонталі |
| ReadOnly: Boolean |
Тільки для читання |
| Text |
Введений текст |
| Top: integer |
Положення компонента по вертикалі |
| Visible: Boolean |
Показує чи видимий компонент в даний час |
| Width: integer |
Ширина форми в пікселях |
2.2.2 Компонент Button
Кнопки TButton широко використовуються для управління програмами. Пов'язаний з кнопкою алгоритм управління реалізується в обробнику події OnClick. На відміну від більшості інших видимих компонентів кнопка TButton є компонентом самої Windows і тому не може змінювати свій колір довільним чином - вона його змінює разом зі зміною палітри Windows. Кнопка завжди має системний колір clBtnFace і не має властивості Color. Шрифт напису на кнопці може змінювати свій стиль і розмір, але компонент ігнорує зміну його кольору.
Таблиця 2.2 Властивості компоненту Button
| Властивості |
Опис |
| Caption: string |
Заголовок компоненту |
| Cursor: TCursor |
Тип курсору, коли він знаходиться на компоненті |
| Enabled: Boolean |
Вмикання/вимикання кнопки |
| Font: TFont |
Параметри шрифту |
| Height: integer |
Висота компонента в пікселях |
| Left: integer |
Положення компонента по горизонталі |
| ModalResult: TModalResult |
Результат модального вікна |
| Name |
Ім'я компонента |
| Style: TButtonStyle |
Стиль кнопки bsCommandLink – кнопка-посилання bsPushButton - звичайний стиль кнопки bsSplitButton - кнопка з випадаючого меню |
| Top: integer |
Положення компонента по вертикалі |
| Visible: Boolean |
Показує чи видимий компонент в даний час |
| Width: integer |
Ширина компонента в пікселях |
2.2.3 Компонент PageControl
Дозволяє створювати сторінки, керовані закладками чи іншими органами управління, для економії місця в програмі. Багатосторінкові панелі дозволяють заощаджувати простір вікна додатку, розміщуючи на одному і тому ж місці сторінки різного змісту..
Таблиця 2.3 Властивості компоненту PageControl
| Властивості |
Опис |
| Align: TAlignPosition |
Вирівнювання компонента, по якомусь краю або по всій формі |
| Caption: string |
Заголовок компоненту |
| Cursor: TCursor |
Тип курсору, коли він знаходиться на компоненті |
| Height: integer |
Висота компонента в пікселях |
| Left: integer |
Положення компонента по горизонталі |
| Name |
Ім’я компонента |
| Style: TButtonStyle |
Стиль компонента tsTabs - Закладки tsButtons - Кнопки tsFlatButtons - Пласкі кнопки |
| TabIndex: integer |
Поточна закладка |
| TabPosition: TTabPosition |
Положення компонента tsTop - зверху tsRight - справа tsBottom - знизу tsLeft - зліва |
| Top: integer |
Положення компонента по вертикалі |
| Visible: Boolean |
Показує чи видимий компонент в даний час |
| Width: integer |
Ширина компонента в пікселях |
2.2.4 Компонент MainMenu
Дозволяє конструювати та створювати смугу головного меню форми та випадаючі меню. MainMenu — це не візуальний компонент, тобто місце його розміщення на формі в процесі проектування не має ніякого значення для користувача — він все одно побачить не сам компонент, а тільки меню, генероване ним.
Таблиця 2.4 Властивості компоненту MainMenu
| Властивості |
Опис |
| AutoHotkeys |
maAutomatic maManual |
| AutoLineReduction |
maAutomatic maManual |
| Images: TImageList |
Підключаемий компонент ImageList |
| Items: TMenuItem |
Елементи меню |
2.2.5 Компонент CheckBox
Дозволяє користувачеві вмикати та вимикати опції програми. Індикатори з прапорцем CheckBox використовуються в додатках в основному для того, щоб користувач міг вмикати та вимикати якісь параметри, або для індикації стану. При кожному натисканні користувача на індикатор його стан змінюється, проходячи в загальному
Таблиця 2.5 Властивості компоненту CheckBox
| Властивості |
Опис |
| Caption: string |
Заголовок компоненту |
| Checked |
Вимкнений компонент чи ні |
| Enabled: Boolean |
Вмикання/вимикання кнопки |
| Font: TFont |
Параметри шрифту |
| Height: integer |
Висота компонента в пікселях |
| Left: integer |
Положення компонента по горизонталі |
| Name |
Ім'я компонента |
| State: |
cbUnchecked cbGrayed cbChecked |
| Top: integer |
Положення компонента по вертикалі |
| Visible: Boolean |
Показує чи видимий компонент в даний час |
| Width: integer |
Ширина компонента в пікселях |
2.2.6 Компонент TrackBar
Компонент TrackBar являє собою елемент управління у вигляді повзунка, який користувач може переміщати курсором миші або клавішами клавіатури під час роботи додатку. Таким чином, користувач може керувати якимись процесами: гучністю звуку, розміром зображення і т. п. TrackBar може розташовуватися горизонтально, вертикально, мати шкалу з різних сторін і якийсь виділений діапазон шкали.
Таблиця 2.6 Властивості компоненту TrackBar
| Властивості |
Опис |
| Frequency: integer |
Заголовок компоненту |
| Height: integer |
Висота компонента в пікселях |
| Left: integer |
Положення компонента по горизонталі |
| Max: integer |
Максимальне значення |
| Min: integer |
Мінімальне значення |
| Name |
Ім'я компонента |
| Orientation |
trVertical trHorizontal |
| Position: integer |
Позиція |
| TickMarks |
tmBoth tmBottomRight tmTopLeft |
| TickStyle |
tsManual tsAuto tsNone |
2.2.7 Компонент ColorBox
Компонент являє собою комбінований список, опціями якого є кольору, тобто призначений для відображення і вибору кольору. На відміну від компонентів ColorGrid і ColorDialog - склад відображаємих ім кольорів може змінюватися. Багато які властивості, методи та події компонента збігаються з однойменною властивостями, методами і подіями його найближчого родича - компонента CоmbоВох.
Таблица 2.7 Властивості компоненту ColorBox
| Властивості |
Опис |
| DefaultColorColor: Tcolor |
Стандартний колір |
| Enabled: Boolean |
Вмикання/вимикання кнопки |
| Font: TFont |
Параметри шрифту |
| Height: integer |
Висота компонента в пікселях |
| Left: integer |
Положення компонента по горизонталі |
| Name |
Ім'я компонента |
| Selected: TColor |
Вибраний колір |
| Style |
cbStandartColors cbExtendedColor cbSystemColors |
| Top: integer |
Положення компонента по вертикалі |
| Visible: Boolean |
Показує чи видимий компонент в даний час |
| Width: integer |
Ширина компонента в пікселях |
2.2.8 Компоненти Image і PaintBox
Компоненти Image та PaintBox представляють собою деяку обмежену поверхню з канвою, на яку можна заносити зображення. При цьому компонент PaintBox, власне кажучи, не дає нічого нового порівняно з малюванням на канві форми. Малювання на PaintBox замість форми не має ніяких переваг, окрім як деякого полегшення у розташуванні одного чи декількох малюнків на площі вікна.
2.3 Структура взаємозв’язку компонентів
Рисунок 2.3 Структура взаємозв’язку компонентів
2.4 Програмний код
програми
unit frmMain;
interface
uses
Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,Dialogs, ExtCtrls, Menus, StdCtrls, Buttons, ComCtrls, ShellAPI, IniFiles;
type
TMainForm = class(TForm)
AxisPanel: TPaintBox;
MainMenu1: TMainMenu;
Action1: TMenuItem;
PageControl1: TPageControl;
TabSheet1: TTabSheet;
TabSheet2: TTabSheet;
GroupBox1: TGroupBox;
Label1: TLabel;
Label2: TLabel;
Label3: TLabel;
editA: TEdit;
editB: TEdit;
editC: TEdit;
GroupBox3: TGroupBox;
Label5: TLabel;
Label6: TLabel;
Label7: TLabel;
editX: TEdit;
editY: TEdit;
editZ: TEdit;
AnalyticsExecution1: TMenuItem;
Quickcalculation1: TMenuItem;
GroupBox4: TGroupBox;
checkScale: TCheckBox;
checkGrid: TCheckBox;
checkFrame: TCheckBox;
checkNumber: TCheckBox;
GroupBox5: TGroupBox;
cbVector: TColorBox;
Label8: TLabel;
Label9: TLabel;
cbAxis: TColorBox;
Label10: TLabel;
cbFrame: TColorBox;
N1: TMenuItem;
butSave: TButton;
butDraw: TButton;
tbScale: TTrackBar;
StatusBar1: TStatusBar;
N2: TMenuItem;
Label4: TLabel;
EditM: TEdit;
butCalc: TButton;
procedure AxisPanelPaint(Sender: TObject);
procedure FormResize(Sender: TObject);
procedure butCalcClick(Sender: TObject);
procedure ShowOrigData(Sender: TObject);
procedure Exit1Click(Sender: TObject);
procedure DrawChange(Sender: TObject);
procedure butDrawClick(Sender: TObject);
procedure Howtouse1Click(Sender: TObject);
procedure editExit(Sender: TObject);
procedure miAboutClick(Sender: TObject);
procedure FormCreate(Sender: TObject);
procedure butSaveClick(Sender: TObject);
procedure tbScaleChange(Sender: TObject);
procedure checkScaleClick(Sender: TObject);
procedure N2Click(Sender: TObject);
private
procedure DrawLineCustom(ax,ay,az,bx,by,bz: integer; width: byte);
procedure DrawGrid(ax,ay,az,bx,by,bz: integer);
procedure DrawText(text: string; px, py: integer);
public
{ Public declarations }
end;
var
MainForm: TMainForm;
cp: TPoint;
drawVector, drawArc: boolean;
vectorx, vectory, vectorz: integer;
dp, dph: integer;
step: integer;
const
xmin = -10; xmax = 10;
ymin = -14; ymax = 10;
zmin = -10; zmax = 10;
implementation
uses
frmOrig, frmAbout;
{$R *.dfm}
//-------------
{Рисование произвольной линии}
procedure TMainForm.DrawLineCustom(ax,ay,az,bx,by,bz: integer; width: byte);
begin
AxisPanel.Canvas.Pen.Width:=width;
AxisPanel.Canvas.MoveTo(cp.X + (ay*dp) - (ax*dph),
cp.Y + (ax*dph) - (az*dp));
AxisPanel.Canvas.LineTo(cp.X + (by*dp) - (bx*dph),
cp.Y + (bx*dph) - (bz*dp));
end;
{Вывод текста}
procedure TMainForm.DrawText(text: string; px, py: integer);
begin
AxisPanel.Canvas.TextOut(px,py,text);
end;
{Рисование сетки}
procedure TMainForm.DrawGrid(ax,ay,az,bx,by,bz: integer);
begin
AxisPanel.Canvas.Pen.Style:=psDot;
DrawLineCustom(ax,ay,az,bx,by,bz,1);
end;
{Прорисовка всего и вся}
procedure TMainForm.AxisPanelPaint(Sender: TObject);
var
i, num: integer;
vx,vy,vz: integer;
begin
with AxisPanel.Canvas do
begin
//Центр оси координат
cp.X:=AxisPanel.Width div 2;
cp.Y:=AxisPanel.Height div 2;
//Рамка
Pen.Color:=clBlack;
Rectangle(0,0,AxisPanel.Width, AxisPanel.Height);
//Черчение трехмерной сетки
if checkGrid.Checked then
begin
for i := 0 to 12 do
begin
DrawGrid(6, ymin + 2*i, zmax, -6, ymin + 2*i, zmax); //Сетка 1
DrawGrid(6, ymin + 2*i, 0, -6, ymin + 2*i, 0); //Сетка 2
DrawGrid(6, ymin + 2*i, zmin, -6, ymin + 2*i, zmin); //Сетка 3
if i < 7 then
begin
DrawGrid(-6 + 2*i, ymax, zmax, -6 + 2*i, ymin, zmax);
DrawGrid(-6 + 2*i, ymax, 0, -6 + 2*i, ymin, 0);
DrawGrid(-6 + 2*i, ymax, zmin, -6 + 2*i, ymin, zmin);
end;
if i < 4 then
begin
DrawGrid( 6 - 4*i, ymin, zmax, 6 - 4*i, ymin, zmin);
DrawGrid(-6 + 4*i, ymax, zmax,-6 + 4*i, ymax, zmin);
end;
end;
end;
//Подписи осей и нумерация
DrawText('X', cp.X - 10 * dph, cp.Y + 10 * dph);
DrawText('Y', cp.X + 10 * dp, cp.Y);
DrawText('Z', cp.X - 2, cp.Y - 11 * dp);
if (checkNumber.Checked) then
begin
num := xmax;
for i := 0 to 24 do
begin
if num <> 0 then
begin
DrawText(IntToStr(num),(cp.X + dp * 10) - (i * dp),cp.Y-15);
if (i < 21) then
DrawText(IntToStr(num),cp.X+5, (cp.Y - dp * 10)+(i * dp)-5);
end;
num := num - 1;
end;
end;
//Координатные оси
Pen.Color:=cbAxis.Selected;
DrawLineCustom(xmin,0,0,xmax,0,0,2);
DrawLineCustom(0,ymin,0,0,ymax,0,2);
DrawLineCustom(0,0,zmin,0,0,zmax,2);
//Каркас
if drawVector then
begin
if checkFrame.Checked then
begin
Pen.Color:=cbFrame.Selected;
Pen.Style:=psSolid;
DrawLineCustom(0, 0, 0, vectorx, 0, 0, 2);
DrawLineCustom(0, 0, 0, 0, vectory, 0, 2);
DrawLineCustom(0, 0, 0, 0, 0, vectorz, 2);
DrawLineCustom(0, vectory, 0, vectorx, vectory, 0, 1);
DrawLineCustom(vectorx, vectory, 0, vectorx, 0, 0, 1);
DrawLineCustom(vectorx, 0, vectorz, 0, 0, vectorz, 1);
DrawLineCustom(0, vectory, vectorz, 0, 0, vectorz, 1);
DrawLineCustom(0,vectory,vectorz,vectorx,vectory,vectorz, 1);
DrawLineCustom(vectorx,vectory,vectorz,vectorx,0,vectorz, 1);
DrawLineCustom(vectorx, vectory,0,vectorx,vectory,vectorz, 1);
DrawLineCustom(vectorx, 0, 0, vectorx, 0, vectorz, 1);
DrawLineCustom(0, vectory, 0, 0, vectory, vectorz, 1);
end;
Pen.Color:=cbVector.Selected;
DrawLineCustom(0, 0, 0, vectorx, vectory, vectorz, 2);
//Дуги
if drawArc then
begin
vx := round(cos(StrToInt(editA.Text)*(pi/180))*2);
vy := round(cos(StrToInt(editB.Text)*(pi/180))*2);
vz := round(cos(StrToInt(editC.Text)*(pi/180))*2);
Pen.Color:=clBlack;
DrawLineCustom(2,0,0,vx,vy,vz,2);
DrawLineCustom(0,2,0,vx,vy,vz,2);
DrawLineCustom(0,0,2,vx,vy,vz,2);
end;
end;
end;
end;
//---------------
//Создание формы
procedure TMainForm.FormCreate(Sender: TObject);
var
ini: TIniFile;
begin
vectorx:=4;
vectory:=-5;
vectorz:=5;
dp := 14;
dph := dp div 2;
//Чтение настроек
ini:=TIniFile.Create(ExtractFilePath(Application.ExeName)+'DefSet.ini');
try
editA.Text:=IntToStr(ini.ReadInteger('DefNumbers','alpha',60));
editB.Text:=IntToStr(ini.ReadInteger('DefNumbers','beta',135));
editC.Text:=IntToStr(ini.ReadInteger('DefNumbers','gamma',45));
editM.Text:=IntToStr(ini.ReadInteger('DefNumbers','module',7));
step:=ini.ReadInteger('DrawOptions','step',2);
drawArc:=ini.ReadBool('DrawOptions','arc',false);
finally
ini.Free;
end;
end;
//Расчет данных
procedure TMainForm.butCalcClick(Sender: TObject);
var
a,b,c,m: integer;
begin
//Ввод данных
a := StrToInt(editA.Text);
b := StrToInt(editB.Text);
c := StrToInt(editC.Text);
m := StrToInt(editM.Text);
//Вычисление
vectorx := round(cos(a*(pi/180))*m);
vectory := round(cos(b*(pi/180))*m);
vectorz := round(cos(c*(pi/180))*m);
//Вывод данных
editX.Text := IntToStr(vectorx);
editY.Text := IntToStr(vectory);
editZ.Text := IntToStr(vectorz);
end;
//Перерисовка
procedure TMainForm.DrawChange(Sender: TObject);
begin
AxisPanel.Repaint;
end;
//Исходные данные
procedure TMainForm.ShowOrigData(Sender: TObject);
begin
OrigForm := TOrigForm.Create(Application);
case(Sender as TMenuItem).Tag of
1: begin
OrigForm.Caption:='Аналитическое решение';
OrigForm.Image1.Picture.LoadFromFile('Calc1.png');
end;
2: begin
OrigForm.Caption:='Математический пример';
OrigForm.Image1.Picture.LoadFromFile('Calc2.png');
end;
end;
if (OrigForm.ShowModal = mrOK) then OrigForm.Free;
end;
procedure TMainForm.tbScaleChange(Sender: TObject);
begin
dp:=tbScale.Position;
dph:=dp div 2;
AxisPanel.Repaint;
end;
//Закрытие программы
procedure TMainForm.Exit1Click(Sender: TObject);
begin
MainForm.Close;
end;
//Изменение размеров формы
procedure TMainForm.FormResize(Sender: TObject);
begin
AxisPanel.Left:=10;
AxisPanel.Top:=170;
AxisPanel.Width:=MainForm.ClientWidth-20;
AxisPanel.Height:=MainForm.ClientHeight-200;
end;
//Вызов справки
procedure TMainForm.Howtouse1Click(Sender: TObject);
begin
ShellExecute(MainForm.Handle, nil, PChar('help.chm'), nil, nil, SW_ShowNormal);
end;
//Рисовать вектор
procedure TMainForm.butDrawClick(Sender: TObject);
begin
if (vectorx >= xmin) and (vectorx <= xmax) then
if (vectory >= ymin) and (vectory <= ymax) then
if (vectorz >= zmin) and (vectorz <= zmax) then
begin
drawVector := not drawVector;
if drawVector then
butDraw.Caption:='Удалить вектор' else
butDraw.Caption:='Рисовать вектор';
end else
begin
if not drawVector then butDraw.Caption:='Рисовать вектор';
drawVector := false;
ShowMessage('Параметры вектора выходят за предел допустимых значений');
end;
AxisPanel.Repaint;
end;
//Проверка данных
procedure TMainForm.editExit(Sender: TObject);
label
error;
begin
{Значение модуля}
if (Sender as TEdit) = editM then
case StrToInt(editM.Text) of
0..20: Exit;
else GOTO error;
end else
{Значение угла}
begin
case StrToInt((Sender as TEdit).Text) of
0..180: Exit;
else GOTO error;
end;
end;
error:
Application.MessageBox('Введено неправильное значение. Значение выходит за диапазон допустимых значений','Предупреждение',0);
(Sender as TEdit).Text:='0';
end;
//Окно О программе
procedure TMainForm.miAboutClick(Sender: TObject);
begin
AboutForm.ShowModal;
end;
procedure TMainForm.N2Click(Sender: TObject);
begin
ShellExecute(MainForm.Handle, nil, PChar('console.exe'), nil, nil, SW_ShowNormal);
end;
//Сохранение картики
procedure TMainForm.butSaveClick(Sender: TObject);
var
sd: TSaveDialog;
bmp: TBitmap;
i,j: integer;
begin
sd:=TSaveDialog.Create(Application);
sd.InitialDir:='C:';
sd.Filter:='Bitmap|*.bmp';
bmp:=TBitmap.Create;
bmp.Width:=AxisPanel.Width;
bmp.Height:=AxisPanel.Height;
if sd.Execute then
begin
AxisPanel.Repaint;
for i:=0 to bmp.Width do
for j:=0 to bmp.Height do
bmp.Canvas.Pixels[i,j]:=AxisPanel.Canvas.Pixels[i,j];
bmp.SaveToFile(sd.FileName+'.bmp');
end;
bmp.Free;
sd.Free;
end;
procedure TMainForm.checkScaleClick(Sender: TObject);
begin
if checkScale.Checked then tbScale.Visible:=true else tbScale.Visible:=false;
end;
end.
3 Опис інтерфейсу
Запуск програми здійснюється подвійним натисненням по файлу vector3d.exe. Перед користувачем з’явиться заставка у якій показуються усі основні дані про проект.
Рисунок 3.1 Заставка
Ця форма стоїть як заставка протягом трьох секунд, після чого вона зникає й з’являється головна форма програми (рис 3.2)
Рисунок 3.2 Головне вікно
1. Меню «Файл» і «Справка» створені за допомогою компоненту MainMenu
2. Також у програмі використовуються такі компоненти як StatusBar, PageControl та PaintBox.
Рисунок 3.3 Приклад роботи прогами
1. Для початку роботи з програмою необхідно перейти на вкладку Расчет, та ввести початкові данні про кути, та модуль.
2. Далі треба натиснути кнопку Расчет
3. Після чого треба перейти на вкладку Рисовать
4. На цій вкладці можна вибирати колір осей, масштаб та інші опції
5. Для виведення вектора треба натиснути кнопку Рисовать вектор
6. Якщо параметри вектора входять в діапазон допустимих значень, то вектор буде намальован (рис 3.3).
Рисунок 3.4 Аналітичне розв’язання
Якщо треба вивести на екран приклад розв’язання задачі або аналітичне рішення, то треба вибрати в меню Файл відповідний пункт.
Рисунок 3.5 Математичний приклад
Для того щоб показати інформацію про програму необхідно натиснути Справка-Визов справки (рис 3.6)
Рисунок 3.6 Информація про програму
Якщо данні були введені некоректно, то будуть з’являтись відповідні вікна з помилками (рис 3.7, рис 3.8)
Рисунок 3.7 Приклад вікна с помилкою
Рисунок 3.8 Вихід за границю дозволенних значень
Висновки
Даний курсовий проект полягає в розробці та створенні програми для розв’язання задачі з аналітичної геометрії. Поставлена на початку мета була досягнута з використанням середовища об’єктно-орієнтованого програмування Delphi. Отриманні теоретичні знання застосовані на практиці, тобто програма була розроблена відповідно до завдання, а також були зроблені додатки, які потрібні для більш зручного використання програми. Найбільш складним завданням було перетворення математичних координат в екранні координати. Об’єктно-орієнтоване середовище програмування Delphi дозволило виконати проект зручним та простим до використовування, за допомогою різноманітних графічних компонентів. Отже середовище Delphi добре підходить для розв’язання програм заснованих на математичних завданнях.
Весь проект складається з 17 файлів, сумарний об’єм яких дорівнює 4.15 Мб.
Таблиця 4.1 Розмір файлів проекту
| Файли проекту |
Опис |
Розмір |
| frmAbout.dfm |
форма AboutForm |
32 КБ |
| frmAbout.pas |
код класса AboutForm |
1 КБ |
| frmMain.dfm |
форма MainForm |
12 КБ |
| frmMain.pas |
код класса MainForm |
11 КБ |
| frmOrig.dfm |
форма OrigForm |
850 Байт |
| frmOrig.pas |
код класса OrigForm |
551 Байт |
| frmSplash.dfm |
форма SplashForm |
156 КБ |
| frmSplash.pas |
код класса SplashForm |
386 Байт |
| vector3d.dpr |
файл проекту |
766 Байт |
| vector3d.dproj |
файл проекту |
5 КБ |
| vector3d.res |
ресурси |
5 КБ |
| calc1.png |
малюнок 1 |
37 КБ |
| calc2.png |
малюнок 2 |
19 КБ |
| console.exe |
консольна програма |
503 КБ |
| defset.ini |
файл з настройками |
159 Байт |
| help.chm |
файл справки |
159 КБ |
| vector3d.exe |
виконавчий файл |
1025 КБ |
Список використаних джерел
1. Хладни И. Внутренний мир Borland Delphi 2006 — К.: Издательский дом "Вильямс", 2006. — 480 с.
2. Гаевский А. Разработка программных приложений на Delphi 6 – М.: Киев, 2000. — 457 с.
3. Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике — М.: АСТ: Астрель, 2006. — 991 с.: ил.
4. Бондаренко, М.А. Программирование в Delphi. Харьков: б.н., 2005.
5. Ильина Т.А. Программирование на Delphi 6 — М.: Питер, 2000. — 318 с.
6. Шапошников И. Delphi 5 — М.: Санкт-Петербург, 2001. — 203 с.
7. http://ru.wikipedia.org (онлайн енциклопедія).
8. http://www.realcoding.net (онлайн довідник по Delphi).
9. http://www.delphisources.ru (онлайн довідник по Delphi).