如何用c语言显示图形

如何用C语言显示图形

使用C语言显示图形的方法主要有：使用图形库、调用操作系统的图形API、使用第三方图形库、基于控制台的字符图形、使用嵌入式系统的图形库。

使用图形库是最常见的方法。C语言本身并不提供直接的图形显示功能，所以通常需要借助第三方的图形库。最常用的图形库包括SDL（Simple DirectMedia Layer）、OpenGL和WinBGIm等。本文将详细介绍如何使用这些图形库来显示图形。

一、使用图形库

1、SDL（Simple DirectMedia Layer）

SDL是一个跨平台的多媒体库，可以用来创建图形应用程序，包括游戏和图形界面。它支持2D图形、音频、输入设备等。

安装和设置SDL

在开始使用SDL之前，需要先安装并设置SDL库。可以通过以下步骤进行：

1. 下载SDL库：从SDL官网（https://libsdl.org/）下载适用于你的操作系统和开发环境的SDL库。
2. 配置开发环境：将下载的SDL库解压到一个目录，并将该目录添加到你的编译器的库路径中。
3. 包含SDL头文件：在你的C代码中包含SDL头文件，例如：#include "SDL.h"。

基本的SDL程序结构

以下是一个简单的SDL程序示例，它将创建一个窗口并在窗口中显示一个矩形：

#include "SDL.h"

#include <stdio.h>
int main(int argc, char* args[]) {
    // 初始化SDL
    if (SDL_Init(SDL_INIT_VIDEO) < 0) {
        printf("SDL could not initialize! SDL_Error: %sn", SDL_GetError());
        return 1;
    }
    // 创建窗口
    SDL_Window* window = SDL_CreateWindow("SDL Tutorial", SDL_WINDOWPOS_UNDEFINED, SDL_WINDOWPOS_UNDEFINED, 640, 480, SDL_WINDOW_SHOWN);
    if (window == NULL) {
        printf("Window could not be created! SDL_Error: %sn", SDL_GetError());
        return 1;
    }
    // 获取窗口表面
    SDL_Surface* screenSurface = SDL_GetWindowSurface(window);
    // 填充表面
    SDL_FillRect(screenSurface, NULL, SDL_MapRGB(screenSurface->format, 0xFF, 0xFF, 0xFF));
    // 更新窗口
    SDL_UpdateWindowSurface(window);
    // 等待两秒
    SDL_Delay(2000);
    // 销毁窗口
    SDL_DestroyWindow(window);
    // 退出SDL
    SDL_Quit();
    return 0;
}

解释代码

• 初始化SDL：使用SDL_Init函数初始化SDL库，并检查是否初始化成功。
• 创建窗口：使用SDL_CreateWindow函数创建一个窗口，并检查是否创建成功。
• 获取窗口表面：使用SDL_GetWindowSurface函数获取窗口的表面。
• 填充表面：使用SDL_FillRect函数填充窗口表面为白色。
• 更新窗口：使用SDL_UpdateWindowSurface函数更新窗口的内容。
• 等待两秒：使用SDL_Delay函数等待两秒，以便观察窗口。
• 销毁窗口和退出SDL：使用SDL_DestroyWindow函数销毁窗口，并使用SDL_Quit函数退出SDL库。

2、OpenGL

OpenGL是一个跨平台的图形API，可以用来创建3D图形和2D图形。它广泛应用于游戏开发、图形应用程序和科学计算等领域。

安装和设置OpenGL

在开始使用OpenGL之前，需要先安装并设置OpenGL库。通常，OpenGL库会随操作系统一同安装，并且现代操作系统都支持OpenGL。如果你的开发环境没有包含OpenGL库，可以从OpenGL官网（https://www.opengl.org/）下载并安装适用于你的操作系统和开发环境的OpenGL库。

基本的OpenGL程序结构

以下是一个简单的OpenGL程序示例，它将创建一个窗口并在窗口中显示一个彩色三角形：

#include <GL/glut.h>

void display() {
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    glBegin(GL_TRIANGLES);
        glColor3f(1.0, 0.0, 0.0);
        glVertex2f(-0.5, -0.5);
        glColor3f(0.0, 1.0, 0.0);
        glVertex2f(0.5, -0.5);
        glColor3f(0.0, 0.0, 1.0);
        glVertex2f(0.0, 0.5);
    glEnd();
    glFlush();
}
int main(int argc, char argv) {
    glutInit(&argc, argv);
    glutCreateWindow("OpenGL Tutorial");
    glutDisplayFunc(display);
    glutMainLoop();
    return 0;
}

解释代码

• 包含OpenGL头文件：使用#include <GL/glut.h>包含OpenGL头文件。
• 定义显示函数：定义一个名为display的函数，用于绘制图形。在该函数中，首先清除窗口，然后绘制一个彩色三角形，并刷新窗口内容。
• 初始化OpenGL：在main函数中，使用glutInit函数初始化OpenGL，并使用glutCreateWindow函数创建一个窗口。
• 注册显示函数：使用glutDisplayFunc函数注册显示函数。
• 进入主循环：使用glutMainLoop函数进入OpenGL的主循环。

二、调用操作系统的图形API

1、Windows API

在Windows操作系统上，可以使用Windows API来创建图形应用程序。Windows API提供了一组函数，用于创建窗口、绘制图形和处理用户输入等。

基本的Windows API程序结构

以下是一个简单的Windows API程序示例，它将创建一个窗口并在窗口中显示一个矩形：

#include <windows.h>

LRESULT CALLBACK WindowProc(HWND hwnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam) {
    switch (uMsg) {
        case WM_PAINT: {
            PAINTSTRUCT ps;
            HDC hdc = BeginPaint(hwnd, &ps);
            Rectangle(hdc, 50, 50, 200, 200);
            EndPaint(hwnd, &ps);
        }
        return 0;
        case WM_DESTROY:
            PostQuitMessage(0);
            return 0;
    }
    return DefWindowProc(hwnd, uMsg, wParam, lParam);
}
int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, LPSTR lpCmdLine, int nCmdShow) {
    const char CLASS_NAME[] = "Sample Window Class";
    WNDCLASS wc = { };
    wc.lpfnWndProc = WindowProc;
    wc.hInstance = hInstance;
    wc.lpszClassName = CLASS_NAME;
    RegisterClass(&wc);
    HWND hwnd = CreateWindowEx(
        0,
        CLASS_NAME,
        "Learn to Program Windows",
        WS_OVERLAPPEDWINDOW,
        CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT,
        NULL,
        NULL,
        hInstance,
        NULL
    );
    if (hwnd == NULL) {
        return 0;
    }
    ShowWindow(hwnd, nCmdShow);
    MSG msg = { };
    while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0)) {
        TranslateMessage(&msg);
        DispatchMessage(&msg);
    }
    return 0;
}

解释代码

• 定义窗口过程函数：定义一个名为WindowProc的窗口过程函数，用于处理窗口消息。在该函数中，使用Rectangle函数绘制一个矩形，并处理窗口销毁消息。
• 注册窗口类：在WinMain函数中，定义并注册一个窗口类。
• 创建窗口：使用CreateWindowEx函数创建一个窗口，并检查是否创建成功。
• 显示窗口：使用ShowWindow函数显示窗口。
• 进入消息循环：使用GetMessage函数进入消息循环，并使用TranslateMessage和DispatchMessage函数处理消息。

三、使用第三方图形库

除了SDL和OpenGL外，还有许多其他的第三方图形库，可以用来创建图形应用程序。例如，Allegro、SFML和Cairo等。

1、Allegro

Allegro是一个跨平台的游戏编程库，支持2D图形、音频、输入设备等。

安装和设置Allegro

在开始使用Allegro之前，需要先安装并设置Allegro库。可以通过以下步骤进行：

1. 下载Allegro库：从Allegro官网（https://liballeg.org/）下载适用于你的操作系统和开发环境的Allegro库。
2. 配置开发环境：将下载的Allegro库解压到一个目录，并将该目录添加到你的编译器的库路径中。
3. 包含Allegro头文件：在你的C代码中包含Allegro头文件，例如：#include "allegro5/allegro.h"。

基本的Allegro程序结构

以下是一个简单的Allegro程序示例，它将创建一个窗口并在窗口中显示一个矩形：

#include <allegro5/allegro.h>

int main(int argc, char argv) {
    al_init();
    ALLEGRO_DISPLAY *display = al_create_display(640, 480);
    if (!display) {
        fprintf(stderr, "failed to create display!n");
        return -1;
    }
    al_clear_to_color(al_map_rgb(0, 0, 0));
    ALLEGRO_COLOR color = al_map_rgb(255, 0, 0);
    al_draw_filled_rectangle(50, 50, 200, 200, color);
    al_flip_display();
    al_rest(2.0);
    al_destroy_display(display);
    return 0;
}

解释代码

• 初始化Allegro：使用al_init函数初始化Allegro库。
• 创建窗口：使用al_create_display函数创建一个窗口，并检查是否创建成功。
• 清除窗口：使用al_clear_to_color函数清除窗口，并设置背景颜色为黑色。
• 绘制矩形：使用al_draw_filled_rectangle函数绘制一个红色的矩形。
• 刷新窗口：使用al_flip_display函数刷新窗口的内容。
• 等待两秒：使用al_rest函数等待两秒，以便观察窗口。
• 销毁窗口：使用al_destroy_display函数销毁窗口。

2、SFML（Simple and Fast Multimedia Library）

SFML是一个跨平台的多媒体库，可以用来创建图形应用程序，包括游戏和图形界面。它支持2D图形、音频、输入设备等。

安装和设置SFML

在开始使用SFML之前，需要先安装并设置SFML库。可以通过以下步骤进行：

1. 下载SFML库：从SFML官网（https://www.sfml-dev.org/）下载适用于你的操作系统和开发环境的SFML库。
2. 配置开发环境：将下载的SFML库解压到一个目录，并将该目录添加到你的编译器的库路径中。
3. 包含SFML头文件：在你的C代码中包含SFML头文件，例如：#include "SFML/Graphics.h"。

基本的SFML程序结构

以下是一个简单的SFML程序示例，它将创建一个窗口并在窗口中显示一个矩形：

#include <SFML/Graphics.h>

int main() {
    sfVideoMode mode = {800, 600, 32};
    sfRenderWindow* window = sfRenderWindow_create(mode, "SFML window", sfResize | sfClose, NULL);
    if (!window) return -1;
    sfRectangleShape* rectangle = sfRectangleShape_create();
    sfRectangleShape_setSize(rectangle, (sfVector2f){200, 100});
    sfRectangleShape_setFillColor(rectangle, sfRed);
    while (sfRenderWindow_isOpen(window)) {
        sfEvent event;
        while (sfRenderWindow_pollEvent(window, &event)) {
            if (event.type == sfEvtClosed)
                sfRenderWindow_close(window);
        }
        sfRenderWindow_clear(window, sfBlack);
        sfRenderWindow_drawRectangleShape(window, rectangle, NULL);
        sfRenderWindow_display(window);
    }
    sfRectangleShape_destroy(rectangle);
    sfRenderWindow_destroy(window);
    return 0;
}

解释代码

• 初始化视频模式：使用sfVideoMode结构体初始化视频模式，包括窗口宽度、高度和颜色深度。
• 创建窗口：使用sfRenderWindow_create函数创建一个窗口，并检查是否创建成功。
• 创建矩形：使用sfRectangleShape_create函数创建一个矩形，并设置矩形的大小和填充颜色。
• 进入主循环：在主循环中，使用sfRenderWindow_pollEvent函数处理窗口事件，使用sfRenderWindow_clear函数清除窗口，使用sfRenderWindow_drawRectangleShape函数绘制矩形，使用sfRenderWindow_display函数刷新窗口的内容。
• 销毁矩形和窗口：使用sfRectangleShape_destroy函数销毁矩形，并使用sfRenderWindow_destroy函数销毁窗口。

四、基于控制台的字符图形

在没有图形界面的情况下，可以使用控制台字符来显示简单的图形。这种方法通常用于编写简单的文本游戏或调试输出。

1、使用ASCII字符

可以使用ASCII字符在控制台上绘制简单的图形。例如，以下代码将在控制台上绘制一个矩形：

#include <stdio.h>

void drawRectangle(int width, int height) {
    for (int i = 0; i < height; i++) {
        for (int j = 0; j < width; j++) {
            if (i == 0 || i == height - 1 || j == 0 || j == width - 1) {
                printf("*");
            } else {
                printf(" ");
            }
        }
        printf("n");
    }
}
int main() {
    drawRectangle(10, 5);
    return 0;
}

解释代码

• 定义绘制矩形函数：定义一个名为drawRectangle的函数，用于在控制台上绘制矩形。在该函数中，使用嵌套的for循环遍历矩形的每一行和每一列，并根据位置打印字符。
• 调用绘制矩形函数：在main函数中，调用drawRectangle函数绘制一个宽度为10、高度为5的矩形。

五、使用嵌入式系统的图形库

在嵌入式系统中，通常会使用特定的图形库来显示图形。例如，LVGL（Light and Versatile Graphics Library）是一个开源的嵌入式图形库，支持多种显示设备和输入设备。

安装和设置LVGL

在开始使用LVGL之前，需要先安装并设置LVGL库。可以通过以下步骤进行：

1. 下载LVGL库：从LVGL官网（https://lvgl.io/）下载适用于你的嵌入式系统和开发环境的LVGL库。
2. 配置开发环境：将下载的LVGL库解压到一个目录，并将该目录添加到你的编译器的库路径中。
3. 包含LVGL头文件：在你的C代码中包含LVGL头文件，例如：#include "lvgl/lvgl.h"。

基本的LVGL程序结构

以下是一个简单的LVGL程序示例，它将创建一个窗口并在窗口中显示一个按钮：

#include "lvgl/lvgl.h"

int main(void) {
    lv_init();
    lv_disp_drv_t disp_drv;
    lv_disp_drv_init(&disp_drv);
    lv_disp_drv_register(&disp_drv);
    lv_obj_t *btn = lv_btn_create(lv_scr_act(), NULL);
    lv_obj_set_pos(btn, 10, 10);
    lv_obj_set_size(btn, 100, 50);
    lv_obj_t *label = lv_label_create(btn, NULL);
    lv_label_set_text(label, "Button");
    while (1) {
        lv_task_handler();
        usleep(5000);
    }
    return 0;
}

解释代码

• 初始化LVGL：使用lv_init函数初始化LVGL库。
• 初始化和注册显示驱动：使用lv_disp_drv_init函数初始化显示驱动，并使用lv_disp_drv_register函数注册显示驱动。
• 创建按钮：使用lv_btn_create函数创建一个按钮，并设置按钮的位置和大小。
• 创建标签：使用lv_label_create函数创建一个标签，并将标签添加到按钮中，设置标签的文本为“Button”。
• 进入主循环：在主循环中，使用lv_task_handler函数处理LVGL的任务，并使用usleep函数进行延时。

通过以上方法，你可以使用C语言显示图形。不同的方法适用于不同的场景，可以根据实际需求选择合适的方法。无论是使用图形库、调用操作系统的图形API、使用第三方图形库、基于控制台的字符图形，还是使用嵌入式系统的图形库，每种方法都有其独特的优势和应用场景。希望本文能够帮助你更好地理解和使用C语言显示图形。

相关问答FAQs：

1. 我想使用C语言来显示图形，有什么方法吗？
当然可以！您可以使用C语言中的图形库，如OpenGL或SDL来实现图形显示。这些库提供了丰富的函数和工具，帮助您绘制各种图形，包括点、线、矩形、圆等。

2. 我在C语言中使用OpenGL绘制了图形，但是如何在屏幕上显示出来呢？
要在屏幕上显示您使用OpenGL绘制的图形，您需要创建一个窗口，并将图形绘制在窗口上。您可以使用OpenGL的窗口管理函数来创建和管理窗口，并使用绘制函数将图形绘制在窗口上。

3. 我正在学习C语言，想尝试绘制一些简单的图形，有没有一些入门级的教程可以推荐？
当然！有很多优秀的教程可以帮助您入门图形编程。您可以在互联网上搜索C语言图形编程教程，或者查找一些电子书，如《C语言图形编程入门指南》等。这些教程通常会从基础开始介绍图形编程的概念和技巧，帮助您逐步掌握图形绘制的技巧。