王玉菡，曾自強

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

基于VC++6.0實現(xiàn)無閃爍連續(xù)實時曲線

王玉菡1，曾自強2

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

工業(yè)現(xiàn)場常需要實時采集數(shù)據(jù)并在軟件中將數(shù)據(jù)動態(tài)顯示出來。運用VC++6.0編程工具，在基本對話框中的靜態(tài)文本控件上，利用雙緩沖技術(shù)實現(xiàn)無閃爍時間驅(qū)動的動態(tài)實時曲線，并在實踐中取到了較好的效果。

VC++6. 0;基本對話框;雙緩沖;實時曲線

在生產(chǎn)和實驗過程中，常常需要對被測對象進行實時數(shù)據(jù)采集，然后將數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦た貦C，以動態(tài)曲線的方式顯示出來，以便人們對現(xiàn)場的了解和控制。因此顯示動態(tài)實時曲線在工控自動化的界面程序設(shè)計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地顯示、存儲采集到的數(shù)據(jù)［1］。

在實現(xiàn)實時動態(tài)曲線的過程中會發(fā)現(xiàn)編寫出來的曲線經(jīng)常會出現(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間的加快，閃爍越加明顯，嚴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行處理。例如:一是可以使用組態(tài)軟件來進行開發(fā);二是使用別人開發(fā)的類和DLL庫。對于組態(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，但它們的價格相對比較昂貴，帶有加密狗，而且對于小型監(jiān)控系統(tǒng)來說，有許多功能用不上，造成了資源的浪費［3］。對于第二種方法，雖然有不少類可以實現(xiàn)動態(tài)曲線，但是大多數(shù)實例都是基于單文檔的動態(tài)曲線，沒有X軸動態(tài)時間坐標，而用得最多的基本對話框就更少了，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，基于MFC基本對話框中的靜態(tài)文本控件，利用雙緩沖技術(shù)實現(xiàn)無閃爍時間驅(qū)動的動態(tài)實時曲線［4］。

1 圖形閃爍問題分析

地面監(jiān)控系統(tǒng)軟件在定時器的控制下每隔一段時間就采集一次數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)顯示成曲線。Windows中負責(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。當窗口發(fā)生變化，創(chuàng)建窗體或調(diào)用了Invalidate()，InvalidateRect()等函數(shù)時就會觸發(fā)WM_PAINT消息重繪窗口;在重繪窗口時，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;當背景色和顯示窗口顏色相差較大且刷新時間較快時，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。因為如果這樣，每次繪制圖像時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，畫面往往會變得亂七八糟［8］。要實現(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。

2 圖形閃爍問題解決方法

2.1 雙緩沖

在基本對話框中，為了實現(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前設(shè)備上(前端緩沖)，而是首先創(chuàng)建一個與當前設(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具有消息機制，為了重繪一般是在定時器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)進行繪圖。但是由于WM_PAINT消息的優(yōu)先級很低，需要等消息隊列中的其他消息發(fā)送完后才能被處理，所以調(diào)用Invalidate等函數(shù)后窗口不會立即重繪，還是會出現(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，這樣就解決了閃爍問題。

3 編程實例

采集數(shù)據(jù)的實時繪制是一個經(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發(fā)送命令請求單片機發(fā)送數(shù)據(jù)，單片機判斷請求并作出相應(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)。上位機收到下位機發(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)及其計算的結(jié)果還被存儲在數(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:

之后進行前后效果對比。由于是每秒采集一次數(shù)據(jù)即每秒畫一次圖，當程序最小化再放大或是快速拖動時會出現(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、遮擋、最小化都不會出現(xiàn)閃爍(見圖4)。當停止定時器，中斷了與下位機的通訊后，畫面固定，也不會消失。

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話框繪圖閃爍的問題，能夠?qū)崿F(xiàn)實時滾動的動態(tài)曲線，且時間能夠相應(yīng)地變化。當停止了計時器時，曲線并不會消失。當再次啟動定時器時，程序?qū)⒏鶕?jù)當前的時間重新繪圖。掌握了這種方法之后，用戶可以根據(jù)自己的需要加以擴展和改變，就能得到復(fù)雜的動態(tài)曲線。程序更改后可以同時繪制多條曲線，也可以設(shè)置曲線顏色、線型等屬性。

由于本文中對時間精度要求不高，一秒一次，所以采用SetTimer定時器即可。若要提高要求應(yīng)采用多媒體定時器。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++編程實現(xiàn)動態(tài)曲線的4種方法［J］.重慶工學(xué)院學(xué)報: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)測系統(tǒng)中圖形刷新問題的研究［J］.工業(yè)控制計算機，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)控軟件趨勢曲線顯示畫面的實現(xiàn)［J］.機電一體化，2001(6):62－64.

［4］寇光杰，武玉強.基于VC++線程的動態(tài)數(shù)據(jù)曲線的繪制方法［J］.計算機應(yīng)用研究，2004(5):178－180.

［5］程巖，湯永佐，劉巖.基于VC++實現(xiàn)實時數(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.隨鉆測井曲線無閃爍繪制技術(shù)［J］.測井技術(shù)，2010，34(5):479－482.

［7］江建國，溫少營，張瑞楠.基于雙緩沖技術(shù)的GDI+無閃爍繪圖［J］.計算機應(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)的原理和實現(xiàn)［J］.福建電腦，2010(6):110.

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

［10］Davis Chapman.學(xué)用Visual C++6.0［M］.駱長樂，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.基于VC++6.0實現(xiàn)無閃爍連續(xù)實時曲線［J］.重慶理工大學(xué)學(xué)報: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.