Visual Fortran 高级编程技术.doc

Visual Fortran 高级编程技术 Microsof 公司推出了支持32位的FORTRAN POWER STATION1.0 到FORTRAN POWER STATION4.0编译器后将其卖给了DEC公司。DEC随即推出了DVF5.0(Digital Visual FORTRAN 5.0），其工作环境与MFC5.0完全一致，最近DEC又推出了DVF.0(Digital Visual FORTRAN .0,其工作环境与MFC.0完全一致。 FORTRAN在DOS下的编程技术相信早以为大家熟悉。有关FORTRAN90方面的书籍也不少见，因此这里不再赘述。以下主要以最新的DVF5.0讲述有关FORTRAN图形编程的方法。1 DVF 概述2 QuickWin Application3 Win32 Application4 OpenGL1 DVF概述1. 1 安装1) 在安装选项中，注意选择 /Samples，这里包含了DVF的丰富例子。2) 要拷贝 /Msdn 子目录，这里包含了API及OPENGL函数的帮助。3) 可以网上下载升级。1.2 语言1) 书写格式 不受列的限制，可自由书写。 注释在任何地方由！开始。 续行在行尾加&。2) 动态数组 优点：动态数组的维界在程序执行过程中随时可按需要变化，数据需要占多少内存，就可在程序中动态地分配给数组多少内存；如果该数组以后不再使用，又可释放该数组，把该数组占用的内存归还给系统另作他用。这样可以节约使用内存，提高内存使用效率。动态数组主程序与子程序。 语句：? 属性说明语句ALLOCATABLE? 分配语句ALLOCATE(数组名1(形状描述)，数组名2(形状描述)，STAT=变量 名)? 释放语句DEALLOCATE(动态数组名1，动态数组名2，STAT=变量名） 例子程序1REAL(8),ALLOCATABLE:X(:),Y(:),Z(:)INTEGER(4):NODEREAD(*,*) NODEALLOCATE (X(1:NODE),Y(1:NODE),Z(1:NODE)DO I=1,NODEX(I)=1.0Y(I)=1.0Z(I)=IEND DODO I=1,NODEWRITE(*,*) X(I),Y(I),Z(I)END DODEALLOCATE(X,Y,Z)END3) 模块 优点：模块是一种在主程序单元之外独立编写的程序单元。模块程序单元内没有可执行语句，除了说明语句外，最多包含模块过程。主要作用是供其他程序单元引用，即数据的共享与模块过程的复制。包含了COMMON与INCLUDE的全部功能。 语句：a 模块的编写MODULE 模块名类型说明部分CONTAINS模块过程1模块过程NEND MODULE 模块名b 模块的引用USE 模块1，模块2，模块n 例子程序2：! 模块*MODULE MYDATAINTEGER NODE,NELEND MODULE MYDATA!*!主程序*USE MYDATANODE=100NEL=90WRITE(*,*)IN MAIN PROGRAM :WRITE(*,*)NODE=,NODEWRITE(*,*)NEL=,NELCALL SUBPROGRAM()END!*!子程序*SUBROUTINE SUBPROGRAM()USE MYDATAWRITE(*,*)IN SUBPROGRAM :WRITE(*,*)NODE=,NODEWRITE(*,*)NEL=,NELEND SUBROUTINE!*1.2 开发环境1) 建立新文件、新项目 File New Files文件类型：a 固定格式b 自由格式 File New Projects项目类型：a Win32 Console Application:基于命令行的程序（字符界面）。b Standard Graphics Application:单窗口单任务绘图应用程序，易学易用。c Quick Win Application多窗口单任务绘图应用程序，易学易用。d Win32 Application多窗口多任务应用程序，有固定的程序结构，复杂难学。2) 建立资源文件 Insert Resource资源文件类型：a 加速键b 对话框c 图象d 菜单2 Quick Win Application2.1 画图1) 例子程序3SUBROUTINE PLOT_JU()USE DFLIBTYPE (XYCOORD) POSOPEN(8,FILE=USER,TITLE=矩形)I=SETBKCOLOR(3)CALL CLEARSCREEN($GCLEARSCREEN)I=SETCOLORRGB(#FFFFFF)I=RECTANGLE($GFILLINTERIOR,100,100,300,300)END2) 注意点： 必需包含DFLIB库。 子窗口用 OPEN(窗口号，FILE=USER) 打开。 用QuickWin编写的绘图程序不能被Win32 Application引用。2.2 菜单1) 编辑菜单2) 菜单的应用例子程序4LOGICAL(4) FUNCTION INITIALSETTINGS()USE DFLIBLOGICAL(4) RESULTEXTERNAL PLOT_TYPERESULT=APPENDMENUQQ(1,$MENUENABLED,画图(&P)C,PLOT_TYPE)INITIALSETTINGS=.TRUE.END FUNCTION INITIALSETTINGS2.3 对话框1) 编辑对话框2) 对话框的应用例子程序5SUBROUTINE PLOT_TYPE(L)USE DIALOGMIMPLICIT NONEINCLUDE RESOURCE.FDLOGICAL RET,LTYPE(DIALOG)DLGEXTERNAL PLOTRET=DLGINIT(IDD_PLOT_TYPE,DLG)RET=DLGSET(DLG,IDC_PLOT_S1,图形类型:)RET=DLGSET(DLG,IDC_PLOT_L1,2,DLG_NUMITEMS)RET=DLGSET(DLG,IDC_PLOT_L1,矩形C,1)RET=DLGSET(DLG,IDC_PLOT_L1,圆C,2)RET=DLGSETSUB(DLG,IDOK,PLOT)RET=DLGMODAL(DLG)CALL DLGUNINIT(DLG)RETURNEND SUBROUTINESUBROUTINE PLOT(DLG,CONTROL_NAME,CALLBACKTYPE )USE DFLOGMINCLUDE RESOURCE.FDTYPE (DIALOG) DLGINTEGER CONTROL_NAME,CALLBACKTYPE,LOCAL_CALLBACKTYPEINTEGER VALUELOGICAL RETLOCAL_CALLBACKTYPE = CALLBACKTYPERET=DLGGET(DLG,IDC_PLOT_L1,VALUE,1)SELECT CASE (VALUE)CASE(1) CALL PLOT_JU()CASE(2) CALL PLOT_YUAN() CASE DEFAULTEND SELECTCALL DLGEXIT(DLG)END SUBROUTINE3 Win32 Application3.1 概念1) 窗口是Windows应用程序基本的操作单元，是应用程序与用户之间交互的接口环境，也是系统管理应用程序的基本单位。2) 事件驱动Windows程序设计围绕事件或消息的产生驱动运行处理函数。3) 消息Windows应用程序通过发送和接收统一格式的消息与其他应用程序和Windows系统进行信息交换。4) 对象与句柄Windows系统通过句柄标识不同的对象和同类对象中不同的实例。3.2 程序结构1) WinMain函数 WinMain函数是应用程序的入口函数，其功能是完成一系列的定义和初始 化工作，并产生消息循环。 例子程序62) 窗口函数 定义了应用程序对接收到的不同消息的响应，是消息处理分支控制语句的 集合。 例子程序73.3 菜单例子程序83.4 对话框例子程序9INTEGER*4 FUNCTION FILE_INPUT(HWND, MESSAGE, WPARAM, LPARAM)!DEC$ IF DEFINED(_X86_)!DEC$ ATTRIBUTES STDCALL, ALIAS : _FILE_INPUT16 :FILE_INPUT!DEC$ ELSE!DEC$ ATTRIBUTES STDCALL, ALIAS : FILE_INPUT :FILE_INPUT!DEC$ ENDIFUSE DFWINAUSE MYDATAINTEGER*4 HWND, MESSAGE, WPARAM, LPARAM,HLOGICAL BRETCHARACTER*30 STR SELECT CASE (MESSAGE)CASE (WM_INITDIALOG)STR=对话框实例 H=GETDLGITEM(HWND,1201) I=SENDMESSAGE(H,CB_ADDSTRING ,0,LOC(STR(1:10) RETURNCASE (WM_COMMAND)SELECT CASE (LOWORD(WPARAM)CASE (IDCANCEL)I = ENDDIALOG (HWND, 1) FILE_INPUT=TRUERETURNCASE (IDOK) I = ENDDIALOG (HWND, 1) FILE_INPUT=TRUERETURN END SELECT END SELECTFILE_INPUT= FALSERETURNEND3.5 GDI绘图例子程序10SUBROUTINE PLOT(HDC)USE DFWINAUSE MYDATAUSE DFWININTEGER HDC,HFONTLOGICAL BRETID_PLOT=1IF (PLOT_TYPE=1) THENBRET= SELECTOBJECT(HDC, HPEN(1)BRET=ARC(HDC,300,200,700,600,300,200,300,200)BRET=SETTEXTCOLOR(HDC,RGB(0,0,0)BRET=SETBKCOLOR(HDC,RGB(255,255,255)H=65LINE_W=50CALL FONT(H,LINE_W,HFONT)BRET=SELECTOBJECT(HDC,HFONT)BRET=TEXTOUT(HDC,320,400,GDI画图例子1,12)BRET=DELETEOBJECT(HFONT)ELSEBRET= SELECTOBJECT(HDC, HPEN(2)BRET=ARC(HDC,300,200,700,600,300,200,300,200)BRET=SETTEXTCOLOR(HDC,RGB(255,100,0)BRET=SETBKCOLOR(HDC,RGB(255,255,255)H=65LINE_W=50CALL FONT(H,LINE_W,HFONT)BRET=SELECTOBJECT(HDC,HFONT)BRET=TEXTOUT(HDC,320,400,GDI画图例子2,12)BRET=DELETEOBJECT(HFONT)END IFEND SUBROUTINESUBROUTINE FONT(H,LINE_W,HFONT)USE DFWINAINTEGER HFONTHFONT=CREATEFONT(H,0,0,0,LINE_W,0,0,0,ANSI_CHARSET, &OUT_DEFAULT_PRECIS,CLIP_DEFAULT_PRECIS,DEFAULT_QUALITY, &DEFAULT_PITCHIFF_DONTCARE,大号字)ENDSUBROUTINE PEN()USE DFWINA USE MYDATA HPEN(1)=CREATEPEN(PS_SOLID,7,RGB(255,0,0) HPEN(2)=CREATEPEN(PS_SOLOD,7,RGB(0,255,0)END3.6 未解决的问题 工具栏的使用。4 三维计算机图形库OpenGL4.1 概述1) Quick Win、GDI、OpenGL 比较Quick Win GDI OpenGL类型 平面 平面 三维速度 慢 慢 快程度 简单 较复杂 复杂2) 注意点 QuickWin Application和 Win32 Application都能用OpenGL绘图。 要连接 opengl32.lib glu32.lib glaux.lib 。3) 编写OpenGL程序的基本步骤建模设置视点设置光照绘制场景屏幕窗口4.2 OpenGL 实现的功能 基本几何要素。例子程序11.integer retCALL READDATA()call fauxinitdisplaymode(IOR(IOR(AUX_SINGLE,AUX_INDEX),AUX_DEPTH)call fauxinitposition(0,0,700,700)ret=fauxinitwindow(曲面c)call myinit()call fauxreshapefunc(LOC(myreshape)call fauxmainloop(loc(display)end!*subroutine myreshape(w,h)!重新计算 模型，取景变换，投影变换!DEC$ IF DEFINED(_X86_)!DEC$ ATTRIBUTES STDCALL, ALIAS : _myReshape8 : myReshape!DEC$ ELSE!DEC$ ATTRIBUTES STDCALL, ALIAS : myReshape : myReshape!DEC$ ENDIFuse dfopngluse mydatainteger(4) w,hcall fglViewPort(0, 0, W,H)call fglmatrixmode(GL_PROJECTION)call fglloadidentity() callfgluperspective(BIAO_APH+10.,DBLE(w)/DBLE(h),BIAO_S- BIAO_R*1.01,BIAO_S+BIAO_R)call fglmatrixmode(GL_MODELVIEW)call fglloadidentity() CALL FGLTRANSLATEF(X_EYE,Y_EYE,Z_EYE)end subroutine!*subroutine myinit()!明暗处理方式!DEC$ IF DEFINED(_X86_)!DEC$ ATTRIBUTES STDCALL, ALIAS : _myinit0 : myinit!DEC$ ELSE!DEC$ ATTRIBUTES STDCALL, ALIAS : myinit : myinit!DEC$ ENDIFuse dfopngluse mydataA=252./255.B=22./255.C=16./255.CALL FAUXSETONECOLOR(30,A,B,C)CALL FAUXSETONECOLOR(59,A,B,C)CALL FGLCLEARINDEX(REAL(29)CALL FGLSHADEMODEL(GL_SMOOTH)call fgldepthfunc(GL_LEQUAL)call fglenable(GL_DEPTH_TEST)CALL FGLDISABLE(GL_DITHER)end subroutine!*subroutine display()!DEC$ IF DEFINED(_X86_)!DEC$ ATTRIBUTES STDCALL, ALIAS : _display0 : display!DEC$ ELSE!DEC$ ATTRIBUTES STDCALL, ALIAS : display : display!DEC$ ENDIFuse dfopngluse mydataexternal drawmyobjectscall fglclear(GL_COLOR_BUFFER_BIT)!清除视见区的缓冲区call fglclear(GL_DEPTH_BUFFER_BIT)call fglRotatef(-55, 1.0, 0.0, 0.0)call fglRotatef(-45, 0.0, 0.0, 1.0)call drawmyobjects()CALL FGLEND()end subroutine!*subroutine drawmyobjects()use dfopngluse mydataDO I=1,NODEcall fglbegin(GL_POLYGON)CALL FGLINDEXI(59-(Z_NODE(1,I)+400)/30.-2) call fglvertex3f(x_NODE(1,I),y_NODE(1,I),z_NODE(1,I)CALL FGLINDEXI(59-(Z_NODE(2,I)+400)/30.-2) call fglvertex3f(x_NODE(2,I),y_NODE(2,I),z_NODE(2,I)CALL FGLINDEXI(59-(Z_NODE(3,I)+400)/30.-2) call fglvertex3f(x_NODE(3,I),y_NODE(3,I),z_NODE(3,I)CALL FGLINDEXI(59-(Z_NODE(4,I)+400)/30.-2) call fglvertex3f(x_NODE(4,I),y_NODE(4,I),z_NODE(4,I)call fglend()END DOend subroutine 材质、光照处理。例子程序12real(4): ambient(4)real(4): diffuse(4)real(4): position(4)real(4): mat_ambient1(4)real(4): mat_diffuse1(4)REAL(4):SPOT_DIR(3)data ambient/0.0,0.0,0.0,1.0/data diffuse/1.0,1.0,1.0,1.0/data position/-30.,30.0,30.,1.0/data mat_ambient1/0.0,0.5,1.0,1.0/data mat_diffuse1/0.0,0.5,1.0,1.0/DATA SPOT_DIR/1.0,-1.0,-1.0/call fglenable(GL_DEPTH_TEST)call fgldepthfunc(GL_LESS)call fgllightfv(GL_LIGHT0,GL_AMBIENT,loc(ambient)call fgllightfv(GL_LIGHT0,GL_DIFFUSE,loc(diffuse)call fgllightfv(GL_LIGHT0,GL_POSITION,loc(position)CALL FGLLIGHTF(GL_LIGHT0,GL_SPOT_CUTOFF,APHADD)CALL FGLLIGHTFV(G