Introdução a Computação
Aula 11 – Interface Gráfica
Edirlei Soares de Lima
<elima@inf.puc-rio.br>
Biblioteca Gráfica
Conjunto de funções para criação e manipulação
de formas geométricas, imagens, janelas...
Baseada na API OpenGL.
Pode ser usada para criação de jogos 2D,
simulações, animações e outros aplicativos.
Desenvolvida especialmente para esse curso!
Estrutura de um Programa
#
include "Graphics.h"
Inclusão da Biblioteca gráfica
Indicação de que as funções da
biblioteca gráfica serão usadas no
contexto desse programa
using namespace GraphicsLib;
Graphics graphics;
Instância de um objeto do tipo
Graphics que permite o uso das
funções gráficas.
int main(void)
{
Cria uma janela de tamanho
graphics.CreateMainWindow(800, 600, “Teste");
800x600 com o título “Teste”
Inicia o Loop principal do
programa
graphics.StartMainLoop();
return 0;
}
Resultado do Programa Anterior?
Loop Principal
O Loop Principal consiste de uma função que é
repetida enquanto o programa não for fechado pelo
usuário.
Todo processamento realizado pelo programa gráfico
está de alguma forma ligado ao Loop Principal.
No Loop Principal deve ser programado:
Os objetos que serão desenhados na tela e como eles serão
apresentados;
Quais animações e movimentos os objetos terão.
Toda a lógica do programa.
Definindo um Loop Principal
Função que será usada como Loop
Principal do programa
void MainLoop()
{
Define a cor que será utilizada para desenhar
objetos na tela (Formato RGB)
graphics.SetColor(0,255,0);
Desenha um retângulo preenchido iniciando
na posição (100,100) e indo até (200,400)
graphics.FillRectangle2D(100, 100, 400, 200);
}
int main(void)
{
graphics.CreateMainWindow(800, 600, “Teste");
Define que a função MainLoop será o Loop
Principal do programa
graphics.SetMainLoop(MainLoop);
graphics.StartMainLoop();
return 0;
}
Resultado do Programa Anterior?
Coordenadas de Tela
Sistema de Coordenadas
Cartesiano
Duas dimensões (2D)
Coordenas X e Y
y Coordenadas de Tela
6
00
(
200,100)
1
00
x
0
8
00
2
00
Desenho de Primitivas Geométricas
Ponto:
void DrawPoint2D(int x, int y);
Exemplo:
Desenha um ponto na posição
(200, 200) da tela
graphics.DrawPoint2D(200, 200);
Desenho de Primitivas Geométricas
Linha:
void DrawLine2D(int x1, int y1, int x2, int y2);
Exemplo:
Desenha uma linha saindo da
posição (100, 100) e indo até a
posição (200, 100)
graphics.DrawLine2D(100, 100, 200, 100);
Desenho de Primitivas Geométricas
Círculo:
void DrawCircle2D(int x, int y, int radius);
Exemplo:
Desenha um círculo de raio 20 na
posição (200, 200) da tela
graphics.DrawCircle2D(200, 200, 20);
Desenho de Primitivas Geométricas
Círculo Preenchido:
void FillCircle2D(int x, int y, int radius, int segments);
Exemplo:
Desenha um círculo preenchido
de raio 20 com 30 segmentos na
posição (200, 200) da tela.
Quantos mais segmentos, mais
redondo o circulo será.
graphics.FillCircle2D(200, 200, 20, 30);
Desenho de Primitivas Geométricas
Retângulo:
void DrawRectangle2D(int x1, int y1, int x2, int y2);
Exemplo:
Desenha um retângulo
iniciando na posição (100, 100)
e indo até a posição (200, 200)
graphics.DrawRectangle2D(100,100,200,200);
Desenho de Primitivas Geométricas
Retângulo Preenchido:
void FillRectangle2D(int x1, int y1, int x2, int y2);
Exemplo:
Desenha um retângulo preenchido
iniciando na posição (100, 100) e
indo até a posição (200, 200)
graphics.FillRectangle2D(100,100,200,200);
Desenho de Primitivas Geométricas
Triângulo:
void DrawTriangle2D(int x1, int y1, int x2, int y2, int x3, int y3);
Exemplo:
graphics.DrawTriangle2D(100,100,200,100,150,200);
Desenha um triângulo com o primeiro
ponto na posição (100, 100), segundo
ponto na posição (200, 100) e terceiro
ponto na posição (150, 200)
Desenho de Primitivas Geométricas
Triângulo Preenchido:
void FillTriangle2D(int x1, int y1, int x2, int y2, int x3, int y3);
Exemplo:
graphics.FillTriangle2D(100,100,200,100,150,200);
Desenha um triângulo preenchido com
o primeiro ponto na posição (100, 100),
segundo ponto na posição (200, 100) e
terceiro ponto na posição (150, 200)
Desenho de Primitivas Geométricas
Modificando a Cor:
void SetColor(float r, float g, float b);
Exemplo:
Altera a cor que será usada para
desenhar os objetos para o valor RGB
(255,255,0). Ou seja, mistura o
máximo de vermelho com o máximo de
verde, o que resulta em amarelo.
graphics.SetColor(255, 255, 0);
Desenho de Primitivas Geométricas
Formato de cor RGB:
R = Red (Vermelho)
G = Green (Verde)
B = Blue (Azul)
Escala RGB:
R
G
B
2
55
0
Maior quantidade
Menor quantidade
Não sabe o valor RGB da
cor que você quer?
http://www.colorpicker.com/
Desenho de Primitivas Geométricas
Modificando a Cor do Fundo da Tela:
void SetBackgroundColor(float r, float g, float b);
Exemplo:
graphics.SetBackgroundColor(255, 255, 255);
Altera a cor do fundo da tela para
o valor RGB (255,255,255). Ou
seja, mistura o máximo de todas
as cores, o que resulta em branco.
Desenho de Primitivas Geométricas
Modificando a Largura das Linhas:
void SetLineWidth(float width);
Exemplo:
Altera para 12 a largura das
linhas usadas para desenhar
as formas geométricas.
graphics.SetLineWidth(12);
Desenho de Primitivas Geométricas
Escrevendo um Texto na Tela:
void DrawText2D(int x, int y, char* text);
Exemplo:
graphics.DrawText2D(100, 100, “Hello World!”);
Escreve “Hello World!” na
posição (100, 100) da tela
Desenho de Primitivas Geométricas
Escrevendo o valor de uma variável inteira na Tela:
void DrawTextInt2D(int x, int y, int value);
Exemplo:
graphics.DrawTextInt2D(100, 100, MinhaVariavel);
Escreve o valor atual armazenado
na variável inteira “MinhaVariavel”
na posição (100, 100) da tela
Desenho de Primitivas Geométricas
Escrevendo o valor de uma variável float na Tela:
void DrawTextFloat2D(int x, int y, float value);
Exemplo:
graphics.DrawTextFloat2D(100, 100, Valor3);
Escreve o valor atual armazenado
na variável float “Valor3” na
posição (100, 100) da tela
Outras Funções
Criar a Janela do Programa:
void CreateMainWindow(int sizeX, int sizeY, char title[]);
Exemplo:
graphics.CreateMainWindow(800, 600, "Nome da Janela");
Cria a janela principal do programa
com o tamanho 800x600 e com o
título “Nome da Janela”
Outras Funções
Executando o programa em tela cheia:
void SetFullscreen(bool enable);
Exemplo:
graphics.SetFullscreen(true);
Coloca o programa em tela cheia
Remove o programa da tela cheia
graphics.SetFullscreen(false);
Outras Funções
Verificando a Velocidade de Execução do Programa:
float GetFPS();
Exemplo:
Coloca o número de frames por
segundo na variável fps
fps = graphics.GetFPS();
FPS (Frames per Second): Medida que nos indica quantos frames
(imagens) consecutivos a placa de vídeo está conseguindo gerar por
segundo.
Outras Funções
Verificando a Velocidade de Execução do Programa:
float GetElapsedTime();
Exemplo:
PosicaoX = PosicaoX + (Speed * graphics.GetElapsedTime());
Calcula o deslocamento em X de forma
independente da taxa de frames por segundo.
Isso é muito importante, pois permite que a
velocidade do deslocamento seja independente
da velocidade que o jogo está sendo executado.
Outras Funções
Verificando a Largura e a Altura da Tela:
int GetScreenWidth();
int GetScreenHeight();
Exemplo:
Coloca a largura da tela na
variável width
width = graphics.GetScreenWidth();
Coloca a altura da tela na variável
height
height = graphics.GetScreenHeight();
Desenhando Imagens
Para desenhar uma imagem na tela é necessário:
(
1) Criar uma variável do tipo Image.
(
2) Carregar a imagem do arquivo usando o comando
LoadPNGImage.
(
3) Desenhar efetivamente a imagem na tela usando o comando
DrawImage2D.
Desenhando Imagens
(1) Criar uma variável do tipo Image:
Image minha_imagem;
OBS: Sempre declare as variáveis Image como variáveis globais.
Exemplo:
#
include "Graphics.h"
using namespace GraphicsLib;
Graphics graphics;
Image minha_imagem1;
Image minha_imagem2;
Variáveis Image declaradas
no inicio do programa.
Antes e fora da função
principal ou outras funções.
int main(void)
{
.
..
Desenhando Imagens
(2) Carregar a imagem do arquivo usando o comando
LoadPNGImage:
minha_imagem = graphics.LoadPNGImage(“Mario.png");
Carrega a imagem do arquivo
Mario.png para a variável
Exemplo:
minha_imagem.
int main(void)
{
.
..
minha_imagem = graphics.LoadPNGImage(“Mario.png");
..
.
}
OBS: Cada imagem deve ser carregada apenas uma vez. Por isso, nunca carregue a
imagem diretamente de dentro do Loop Principal.
Desenhando Imagens
(
comando DrawImage2D.
3) Desenhar efetivamente a imagem na tela usando o
graphics.DrawImage2D(200, 200, 256, 256, minha_imagem);
Desenha a imagem “minha_imagem”
na posição (200, 200) com tamanho
(256, 256) na tela.
Exemplo:
void MainLoop()
{
.
..
graphics.DrawImage2D(200, 200, 256, 256, minha_imagem);
..
.
}
Desenhando Imagens
Carregando uma Imagem:
Image LoadPNGImage(char *filename);
Exemplo:
Declaração da variável
do tipo Image que vai
armazenar a imagem
Image mario;
mario = graphics.LoadPNGImage(“Mario.png");
Carrega o arquivo
“
Mario.png” para a
variável “mario”
Desenhando Imagens
Desenhando Imagens na Tela:
void DrawImage2D(int x, int y, int width, int height, Image image);
Exemplo:
graphics.DrawImage2D(200, 200, 256, 256, mario);
Desenha a imagem “mario” na
posição (200, 200) com tamanho
(256, 256) na tela.
Desenhando Imagens
Observações importantes sobre imagens:
Somente são aceitas imagens no formato PNG. Mas isso não
é uma limitação, o formato PNG é um dos melhores formatos
para esse tipo de aplicação. A principal vantagem é que ele
permite o uso de transparência nas imagens.
Cerifique-se de que as imagens que serão lidas estão dentro da
pasta do seu projeto do Visual Studio. Se preferir armazena-
las em outras pastas você deve fornecer o caminho completo
para o diretório onde as imagens estão para o comando
LoadPNGImage.
Se a sua imagem estiver em outro formado (JPG, GIF, BMP...)
você deve convertê-la para o formato PNG antes de carrega-la.
Tratando Entradas do Teclado
Para poder tratar os eventos gerados pelo teclado (teclas sendo
pressionadas) é necessário criar uma função para essa tarefa.
Essa função deve ter a seguinte sintaxe:
void KeyboardInput(unsigned char key, int x, int y)
{
/* Bloco de Comandos */
}
Também é necessário indicar que essa é a sua função para tratar
eventos de teclado:
graphics.SetKeyboardInput(KeyboardInput);
Tratando Entradas do Teclado
Dessa forma, sempre que uma tecla normal do teclado for
pressionada a função KeyboardInput será executada e o parâmetro
key indicará qual tecla foi pressionada.
Exemplo:
void KeyboardInput(unsigned char key, int x, int y)
{
if (key == 'f')
Se a letra f for pressionada
{
graphics.SetFullscreen(true);
Coloca o programa em tela cheia
Se a letra w for pressionada
}
if (key == 'w')
{
Incrementa em +2 uma variável
que representa a posição de um
personagem
posicao_personagem_x = posicao_personagem_x + 2;
}
if (key == KEY_ESC)
Se a tecla esc for pressionada
{
exit(0);
}
Fecha o programa
}
Tratando Entradas do Teclado
Algumas teclas especiais, como por exemplo as setas direcionais
do teclado, requerem o uso de outra função especifica para elas.
Essa função deve ter a seguinte sintaxe:
void KeyboardSpecialInput(int key, int x, int y)
{
/* Bloco de Comandos */
}
Também é necessário indicar que essa é a sua função para tratar
eventos de teclado especiais:
graphics.SetKeyboardSpecialInput(KeyboardSpecialInput);
Tratando Entradas do Teclado
Dessa forma, sempre que uma tecla especiais do teclado for
pressionada a função KeyboardSpecialInput será executada e o
parâmetro key indicará qual tecla foi pressionada.
Exemplo:
void KeyboardSpecialInput(int key, int x, int y)
{
Se a tecla direcional esquerda for
pressionada
if (key == KEY_LEFT)
{
Decrementa em -2 uma variável
posicao_personagem_x = posicao_personagem_x - 2;
que representa a posição de um
}
personagem
if (key == KEY_RIGHT)
Se a tecla direcional direita for
pressionada
{
posicao_personagem_x = posicao_personagem_x + 2;
}
Incrementa em +2 uma variável
que representa a posição de um
personagem
}
Códigos das Teclas Especiais
KEY_LEFT
KEY_UP
KEY_F1
KEY_F2
KEY_F3
KEY_F4
KEY_F5
KEY_F6
KEY_F7
KEY_F8
KEY_F9
KEY_F10
KEY_F11
KEY_F12
KEY_RIGHT
KEY_DOWN
KEY_PAGE_UP
KEY_PAGE_DOWN
KEY_HOME
KEY_END
KEY_INSERT
KEY_ESC
Tratando Cliques do Mouse
Para poder tratar os eventos gerados pelo mouse (cliques do
mouse) é necessário criar uma função para essa tarefa.
Essa função deve ter a seguinte sintaxe:
void MouseClickInput(int button, int state, int x, int y)
{
/* Bloco de Comandos */
}
Também é necessário indicar que essa é a sua função para tratar
eventos de clique do mouse:
graphics.SetMouseClickInput(MouseClickInput);
Tratando Cliques do Mouse
Dessa forma, sempre que um botão do mouse for pressionado a
função MouseClickInput será executada e o parâmetro button
indicará qual botão foi pressionado. Os parâmetros x e y indicam a
posição na tela em que mouse estava quando o clique foi realizado.
Exemplo:
void MouseClickInput(int button, int state, int x, int y)
{
if ((button == MOUSE_LEFT_BUTTON)&&(state == MOUSE_STATE_DOWN))
{
destino_x = x;
Se o botão esquerdo foi
pressionado
destino_y = y;
}
}
As variáveis destino_x e destino_y
recebem a posição x e y do mouse
no momento do clique, ou seja,
onde o usuário clicou.
Tratando o Movimento do Mouse
Para poder tratar os eventos de movimento gerados pelo mouse é
necessário criar uma função para essa tarefa.
Essa função deve ter a seguinte sintaxe:
void MouseMotionInput(int x, int y)
{
/* Bloco de Comandos */
}
Também é necessário indicar que essa é a sua função para tratar
eventos de movimento do mouse:
graphics.SetMouseMotionInput(MouseMotionInput);
Tratando Cliques do Mouse
Dessa forma, sempre que o mouse for movimentado pelo usuário a
função MouseClickInput será executada e os parâmetros x e y
indicaram a posição do mouse na tela.
Exemplo:
void MouseMotionInput(int x, int y)
{
mouse_x = x;
mouse_y = y;
}
As variáveis mouse_x e mouse_y
recebem a posição x e y do mouse,
ou seja, o local onde o usuário está
com o cursor do mouse.
Códigos da Teclas do Mouse
Botões:
Estados:
MOUSE_LEFT_BUTTON
MOUSE_MIDDLE_BUTTON
MOUSE_RIGHT_BUTTON
MOUSE_STATE_DOWN
MOUSE_STATE_UP