数据绘图处理软件设计论文

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【摘要】介绍了试飞数据绘图程序功能的实现﹑参数绘图﹑跳点剔补的介绍﹑数据绘图图形输出等进行阐述。

【关键词】绘图设计﹑视窗﹑跳点剔补﹑映射模式、坐标转换、绘图模式。

1引言

试飞数据绘图是飞行试验数据处理的重要组成部分，方便实用的绘图程序可以加快试飞数据处理、分析的速度，为试飞工程师提供便捷﹑直观的效果。

一个好的绘图程序，涉及多种功能的集成实现。随着计算机软件的飞速发展、绘图控件也越来越多，编制绘图程序也越来越容易。但考虑到我们所处的特殊行业，用户需求比较特殊，程序功能比较复杂，好多控件是不能满足我们的绘图要求，为了方便﹑快捷﹑准确地用图形描述试飞数据处理结果，并且灵活定制用户所需的功能，笔者没选任何现成的绘图控件，而是完全用代码从底层编写。并能对二进制和十进制数据绘图。

此程序主要绘制时间-历程图，参数对参数的工程图没作要求。

2软件主界面描述

程序的初始界面如图1。此界面在设计时充分考虑实用性、美观性等各方面设计要点。

界面用“文档与视图结构”做成，显示区按一定比例分成两个区即显示区和控制区,可人为的调整两个区的显示比例。

显示区是CScrollView(可卷动的视窗)类的继承,一個View视窗沒有卷轴，是很糟糕的事，因为通常Document范围大而观景窗范围小。我們不能老让Document与View视窗一樣大。一个具有卷轴的View视窗更具有「观景窗」的意义。

控制区是CFormView(表单视窗)类的继承，表单视窗是一个可以包含控件的视图，与对话框非常相似，通常可以象创建对话框一样使用对话资源向表单视窗中加入控件。使用表单视窗的原因是因为它是一种易于使用的视图，使得程序更加灵活。

使用以上两个类虽然方便，但VC仅提供了框架，大量的工作还要自己做（此不是本文的重点）。

图1飞行试验数据绘图处理软件主界面

3程序流程

程序流程如图2所示,此图主要讲解了试飞数据绘图程序的软件流程。

图2程序操作流程图

4基本功能

4.1对参数最大值和最小值的手动设定与图形的手动缩放:

如果不用手动对参数的最大值最小值进行设定，程序可自动计算出参数的最大值、最小值，并在此值间绘制参数曲线图；亦可人工设定，人为设定参数最大值和最小值可按比例调整参数值大小。如果数据所绘曲线太密集不能确定其曲线走向，该程序还可手动对某参数所绘曲线图的选定区进行放大和缩小，也可在相应的图上用鼠标拖动进行相应的放大和缩小。

此处对参数的最大值、最小值的自动计算出是用数据值比较算法，将最大值、最小值正确算出并显出。

4.2跳点的剔补

跳点有时间跳点和数据跳点，剔除跳点有手动剔除方式和自动剔除方式，手动剔除准确率高但速度较慢，适合所有参数。自动剔除速度极快，仅对极个别参数不能很好的剔除，但可满足数据处理要求。考虑到特殊课题的需求，该程序保留了手动剔除方式。

数据跳点的判断是相当复杂的，要根据参数的特性等判断，自动判断更是如此，比人工判断更难。自动判断要根据此值前后的值的大小和参数等的特性来判断，如判断错了则此参数的正确值剔除所绘图是不正确的。补点也只能最大限度的使其值接近真实值，补点时根据参数值所绘曲线、参数等的特性和被剔除跳点的前后值计算应补点的值，如补点值差异过大那么补的点也就由成跳点了！

对时间跳点的判断相对就容易得多了，时在23至0之间；分在59至0之间；秒在59至0之间，再根据前后时间判断,补时间跳点根据前后时间和所选参数采用的采样率算出，因此是正确的补时间跳点。

如果绘图数据的跳点很少（幅值小），则对所绘图形效果并无大碍，可如果绘图数据的跳点很多（幅值大），则可能很大成度的影响到绘图的效果。程序中进行了剔除跳点和最佳补点的处理，并在绘图界面中设置了“剔补跳点”“停止剔除”的选择。当选择了“剔补跳点"后本程序将在绘图时自动剔除跳点，并在同一位置，补上一个点使绘出的图不致失真，并将那个参数何处何时出现跳点指示出来，以供参考。

4.3显示任意曲线坐标

当图绘出来时，可用鼠标在所绘曲线上点击某处，程序就将此坐标值显示出来，这样可准确地给出参数在该点的值。将参数值按一定的映射模式、坐标转换、绘图模式等在显示器上画出。显示任意曲线坐标可按参数值在显示器上显示反向做程序就可实现。

4.4参数绘图

参数绘图分为特定参数绘图和全部参数绘图，可根据任意选择或将所有参数绘制出来，使得绘图自由度有所增大。

在软件实现绘图时，应注意映射模式、坐标转换、绘图模式、设备的相关性等的应用不同直接影响着图形输出的效果.

4.5其它功能的实现:

可以默认数据的相关信息（如飞机号、时间等），默认时自动读取数据中的相关信息（对文本文件不适应）,也可做相应调整，如果时间做了改动绘图时仅绘时间改动间的数据。

5.实现要点及难点

本程序操作简单，部分功能实现自由度较大。每页可绘十个参数（最少一个参数）,总页数不限.本程序的技术难点之一是如何使绘出的图形不失真,这就要求将实际数值与输出设备象素的位置正确对应,在绘图或打印时还涉及到设备的相关性，映射模式的不同也直接影响着图形输出的效果；其次对跳点的确认和剔补也是一个难点，如对跳点的确认不正确或补的点不合理则绘出的图也是不正确的。

Windows提供了两种类型的位图:DDB和DIB.DDB是一种与设备相关的位图,DDB是由为位图存放数据的BITMAP结构定义的.程序仅获得位图数据的副本,在不同的机器之间传输位图的意义就不大了.与DDB相比DIB有许多编程方面的优势.它是一种与设备无关性的位图,它带自己的颜色信息,所以,调色板管理就更加容易,DIB还使得在打印时更加易于控制灰度阴影，运行Windows的任何计算机都可以处理DIB,显示时从存储BMP的文件中读出.因此,此程序用的是DIB位图.

本程序绘制曲线单位是像素,也称为设备坐标.程序中设置的映射模式为MM_TEXT,也就是说一个单位代表一个像素.一旦设置了设备环境的映射模式,大多数CDC成员函数就可以使用逻辑坐标参数.GDI提供了用于在DC上画图的绘图工具.MFC定义了若干种对应于Windows的绘图工具的图形对象,如CPen、CBrush、CFont等,在本程序中都用到。

6.结束语

此程序已基本实现了绘制时间-历程图的功能，经对某型号飞行数据的绘图验证已达到技术要求,显示与打印都能正确的实现，对跳点的剔补和指出跳点的位置也能正确的实现,通过编写此程序后，对绘图程序的编制从底层编写到最终实现有了更深刻的理解，对数据处理和绘图的要求也有了更深的理解，此程序基本已将各种功能积于一体，并在实现时可按客户需求进行选择性操作，在满足用户需求方面自由度较大，程序的实用性也大，可推广使用。

参考文献：[1]〔美〕Microsoft公司著Windows核心编程。

[2]〔美〕BeckZaratian著MicrosoftVisualC++6.0程序员指南。

[3]〔美〕Microsoft公司著MicrosoftVisualC++6.0语言参考手册。

[4]〔美〕Microsoft公司著MicrosoftVisualC++6.0MFC类库参考手册。

[5]顾晓明著VC++图文程序设计。

[6]徐士良著C常用算法程序集。