基于VC++6.0實(shí)現(xiàn)無閃爍連續(xù)實(shí)時(shí)曲線

王玉菡，曾自強(qiáng)

(1.重慶理工大學(xué)電子信息與自動(dòng)化學(xué)院，重慶 400054; 2.川慶鉆探工程有限公司測(cè)井公司，重慶 400021)

基于VC++6.0實(shí)現(xiàn)無閃爍連續(xù)實(shí)時(shí)曲線

王玉菡1，曾自強(qiáng)2

(1.重慶理工大學(xué)電子信息與自動(dòng)化學(xué)院，重慶 400054; 2.川慶鉆探工程有限公司測(cè)井公司，重慶 400021)

工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)常需要實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)并在軟件中將數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)顯示出來。運(yùn)用VC++6.0編程工具，在基本對(duì)話框中的靜態(tài)文本控件上，利用雙緩沖技術(shù)實(shí)現(xiàn)無閃爍時(shí)間驅(qū)動(dòng)的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)曲線，并在實(shí)踐中取到了較好的效果。

VC++6. 0;基本對(duì)話框;雙緩沖;實(shí)時(shí)曲線

在生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)過程中，常常需要對(duì)被測(cè)對(duì)象進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，然后將數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦た貦C(jī)，以動(dòng)態(tài)曲線的方式顯示出來，以便人們對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的了解和控制。因此顯示動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)曲線在工控自動(dòng)化的界面程序設(shè)計(jì)中是一種不可缺少的功能。它不但可以給人呈現(xiàn)出一種直觀的視覺效果，更重要的是能夠?qū)崟r(shí)地顯示、存儲(chǔ)采集到的數(shù)據(jù)［1］。

在實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)曲線的過程中會(huì)發(fā)現(xiàn)編寫出來的曲線經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)閃爍的情況，而且隨著顯示界面復(fù)雜程度的增加和刷新時(shí)間的加快，閃爍越加明顯，嚴(yán)重影響了軟件的效果［2］。為了解決這一問題，可以采用第三方的軟件來進(jìn)行處理。例如:一是可以使用組態(tài)軟件來進(jìn)行開發(fā);二是使用別人開發(fā)的類和DLL庫。對(duì)于組態(tài)軟件，雖然功能較齊全，能夠大大縮短工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)研制的周期，提高系統(tǒng)的可靠性，但它們的價(jià)格相對(duì)比較昂貴，帶有加密狗，而且對(duì)于小型監(jiān)控系統(tǒng)來說，有許多功能用不上，造成了資源的浪費(fèi)［3］。對(duì)于第二種方法，雖然有不少類可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)曲線，但是大多數(shù)實(shí)例都是基于單文檔的動(dòng)態(tài)曲線，沒有X軸動(dòng)態(tài)時(shí)間坐標(biāo)，而用得最多的基本對(duì)話框就更少了，并且這些封裝好了的庫文件不可修改，引入這些控件或類后將在工程中加入不少文件，使得工程文件變得龐大。

本文利用VC++6.0平臺(tái)，基于MFC基本對(duì)話框中的靜態(tài)文本控件，利用雙緩沖技術(shù)實(shí)現(xiàn)無閃爍時(shí)間驅(qū)動(dòng)的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)曲線［4］。

1 圖形閃爍問題分析

地面監(jiān)控系統(tǒng)軟件在定時(shí)器的控制下每隔一段時(shí)間就采集一次數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)顯示成曲線。Windows中負(fù)責(zé)系統(tǒng)與繪圖程序之間的信息交換和圖形輸出的是GDI(圖形設(shè)備接口)。GDI建立在抽象層之上，與設(shè)備無關(guān)，使程序員無需關(guān)心硬件設(shè)備及設(shè)備驅(qū)動(dòng)就可以將應(yīng)用程序的輸出轉(zhuǎn)化為硬件設(shè)備上的輸出。在Windows的MFC中，發(fā)送繪圖的消息為WM_PAINT，它的響應(yīng)函數(shù)是On－Paint()函數(shù)，所有的GDI繪圖程序都在OnPaint ()函數(shù)中。當(dāng)窗口發(fā)生變化，創(chuàng)建窗體或調(diào)用了Invalidate()，InvalidateRect()等函數(shù)時(shí)就會(huì)觸發(fā)WM_PAINT消息重繪窗口;在重繪窗口時(shí)，先響應(yīng)OnEraseBkgnd()函數(shù)利用背景色擦除窗口顯示區(qū)，再調(diào)用OnPaint()函數(shù)重新繪圖;當(dāng)背景色和顯示窗口顏色相差較大且刷新時(shí)間較快時(shí)，由于這樣的一擦一繪，造成了圖像顏色的反差，就出現(xiàn)了閃爍問題［5－7］。如果背景顏色差別較大閃爍就更為明顯。

為了解決閃爍問題，單純的禁止背景重繪是不夠的。因?yàn)槿绻@樣，每次繪制圖像時(shí)都沒有將原來的圖像清除，造成了圖像的殘留，于是在窗體重繪時(shí)，畫面往往會(huì)變得亂七八糟［8］。要實(shí)現(xiàn)快速的繪圖必須采用雙緩沖繪圖技術(shù)，其基本思路是先在內(nèi)存中作圖，然后用BitBlt函數(shù)將作好的圖復(fù)制到前臺(tái)。

2 圖形閃爍問題解決方法

2.1 雙緩沖

在基本對(duì)話框中，為了實(shí)現(xiàn)曲線繪制的無閃爍必須采用雙緩沖。所謂雙緩沖，就是指繪圖不是直接繪制在當(dāng)前設(shè)備上(前端緩沖)，而是首先創(chuàng)建一個(gè)與當(dāng)前設(shè)備環(huán)境兼容的內(nèi)存設(shè)備環(huán)境(后端緩沖)，所有繪圖工作都在內(nèi)存中完成，最后再利用BitBlt將內(nèi)存設(shè)備環(huán)境中的內(nèi)容拷貝到前端設(shè)備環(huán)境，步驟見圖1。由于所有的繪圖操作都是在后端緩沖區(qū)內(nèi)完成的，而在屏幕上只執(zhí)行一次圖形操作，因而能消除由多重繪制所引起的圖形閃爍。

圖1 雙緩沖步驟

2.2 調(diào)用OnPaint()函數(shù)和UpdateWindow()函數(shù)

所有文獻(xiàn)都提到了雙緩沖，但是僅使用該方法是不夠的。由于MFC具有消息機(jī)制，為了重繪一般是在定時(shí)器OnTimer()函數(shù)中使用Invalidate ()函數(shù)觸發(fā)WM_PAINT消息，從而調(diào)用OnPaint ()函數(shù)進(jìn)行繪圖。但是由于WM_PAINT消息的優(yōu)先級(jí)很低，需要等消息隊(duì)列中的其他消息發(fā)送完后才能被處理，所以調(diào)用Invalidate等函數(shù)后窗口不會(huì)立即重繪，還是會(huì)出現(xiàn)閃爍。本文的做法是在OnTimer()函數(shù)中直接調(diào)用OnPaint()函數(shù)，不使用函數(shù)觸發(fā)WM_PAINT消息，同時(shí)在OnPaint ()函數(shù)中在獲取了靜態(tài)文本框窗口句柄pWnd后使用它的UpdateWindow()函數(shù)。UpdateWindow與Invalidate類似，都可以觸發(fā)WM_PAINT消息，不同之處在于UpdateWindow發(fā)送的WM_PAINT消息立即被執(zhí)行無需排隊(duì)，這樣就解決了閃爍問題。

3 編程實(shí)例

采集數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)繪制是一個(gè)經(jīng)常需要用到的功能。本文以數(shù)據(jù)采集為例來說明如何消除曲線的閃爍。整個(gè)采集系統(tǒng)框圖如圖2所示。首先地面軟件每一秒鐘向下位機(jī)發(fā)送命令請(qǐng)求單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，單片機(jī)判斷請(qǐng)求并作出相應(yīng)的響應(yīng)。如果數(shù)據(jù)格式正確則回應(yīng)，否則不回應(yīng)。上位機(jī)收到下位機(jī)發(fā)送上來的數(shù)據(jù)后，根據(jù)固定格式讀取出數(shù)據(jù)，并以曲線的方式顯示出來。數(shù)據(jù)及其計(jì)算的結(jié)果還被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中，以便查詢。歷史曲線以曲線的方式顯示歷史數(shù)據(jù)。

圖2 采集系統(tǒng)框圖

采用本文方法的曲線繪制程序主要步驟:

之后進(jìn)行前后效果對(duì)比。由于是每秒采集一次數(shù)據(jù)即每秒畫一次圖，當(dāng)程序最小化再放大或是快速拖動(dòng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)短暫的無曲線現(xiàn)象(見圖3)。采用本文的方法后，無論怎么拖動(dòng)、遮擋、最小化都不會(huì)出現(xiàn)閃爍(見圖4)。當(dāng)停止定時(shí)器，中斷了與下位機(jī)的通訊后，畫面固定，也不會(huì)消失。

圖3 使用無閃爍方法前

圖4 使用無閃爍方法后

4 結(jié)束語

本文較好地解決了對(duì)話框繪圖閃爍的問題，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)滾動(dòng)的動(dòng)態(tài)曲線，且時(shí)間能夠相應(yīng)地變化。當(dāng)停止了計(jì)時(shí)器時(shí)，曲線并不會(huì)消失。當(dāng)再次啟動(dòng)定時(shí)器時(shí)，程序?qū)⒏鶕?jù)當(dāng)前的時(shí)間重新繪圖。掌握了這種方法之后，用戶可以根據(jù)自己的需要加以擴(kuò)展和改變，就能得到復(fù)雜的動(dòng)態(tài)曲線。程序更改后可以同時(shí)繪制多條曲線，也可以設(shè)置曲線顏色、線型等屬性。

由于本文中對(duì)時(shí)間精度要求不高，一秒一次，所以采用SetTimer定時(shí)器即可。若要提高要求應(yīng)采用多媒體定時(shí)器。為了更好地繪制不同形狀的曲線，最好使用GDI++，這樣效果更佳。

［1］王玉菡.Visual C++編程實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)曲線的4種方法［J］.重慶工學(xué)院學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2008，22(6):95－97.

［2］陳喜陽，張克危，彭玉成.VC在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中圖形刷新問題的研究［J］.工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2004，17(4):27－29.

［3］魏慶勇，王陽明，陳久康.VC環(huán)境下工業(yè)監(jiān)控軟件趨勢(shì)曲線顯示畫面的實(shí)現(xiàn)［J］.機(jī)電一體化，2001(6):62－64.

［4］寇光杰，武玉強(qiáng).基于VC++線程的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)曲線的繪制方法［J］.計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究，2004(5):178－180.

［5］程巖，湯永佐，劉巖.基于VC++實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控和顯示方法［J］.山東科學(xué)，2010(2):83－85.

［6］唐海全，邵才瑞，李洪強(qiáng).隨鉆測(cè)井曲線無閃爍繪制技術(shù)［J］.測(cè)井技術(shù)，2010，34(5):479－482.

［7］江建國(guó)，溫少營(yíng)，張瑞楠.基于雙緩沖技術(shù)的GDI+無閃爍繪圖［J］.計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2012，32(S2):136－139.

［8］張亮.基于雙緩沖技術(shù)的VC++圖形刷新技術(shù)的原理和實(shí)現(xiàn)［J］.福建電腦，2010(6):110.

［9］Thompson R D.MFC開發(fā)人員參考手冊(cè)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1998.

［10］Davis Chapman.學(xué)用Visual C++6.0［M］.駱長(zhǎng)樂，譯.北京:清華大學(xué)出版社，1999.

(責(zé)任編輯 楊黎麗)

Realization of Continuous Real-time Curve without Flicker Based on VC++6.0

WANG Yu－h(huán)an1，ZENG Zi－qiang2
(1.School of Electronic Information and Automation，Chongqing University of Technology，Chongqing 400054，China;
2.Chuanqing Drilling Logging Company，Chongqing 400021，China)

In the industry field，we often need to collect real－time data and display it in the software.This paper mainly introduces using the VC++6.0 programming to realize dynamic driven real－time curve without flicker by double buffering technology on the static text control of the dialog based box.

VC++6. 0;dialog based;double buffering;real－time curve

TP39

A

1674－8425(2014)04－0123－04

10.3969/j.issn.1674－8425(z).2014.04.026

2014－01－18

王玉菡(1981—)，女，河北冀州人，碩士，主要從事智能儀器研究。

王玉菡，曾自強(qiáng).基于VC++6.0實(shí)現(xiàn)無閃爍連續(xù)實(shí)時(shí)曲線［J］.重慶理工大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2014(4): 123－126.

format:WANG Yu－h(huán)an，ZENG Zi－qiang.Realization of Continuous Real－time Curve without Flicker Based on VC+ +6.0［J］.Journal of Chongqing University of Technology:Natural Science，2014(4):123－126.