绘图控件第五讲——绘制动态曲线

在工控监测领域，经常需要动态绘制曲线，观察曲线的变化趋势，绘制波形图，绘制频谱等。在前面4讲中介绍了MFC经常用的TeeChart控件和Hight-Speed Chart Ctrl，这两个都是MFC绘图控件的经典（另外，在Qt中还有QwtPlot和QCustomPlot两大神器）。许多人问如何绘制动态变化的曲线，为此专门写下这篇文章。

C++ GUI 绘图控件目录

MFC（VC）

对于任何绘图控件，都可以实现动态绘图，其原则是：控件只负责绘图，若想曲线动，就让数据动，就像看电影一样，电影是由一帧一帧的静态图片组合起来的，在一定速度上刷新，静态图片就能动起来；和电影的原理一样，绘图控件能显示静态的曲线，想要它动起来，就让它频在一定时间刷新就可以了。

这就是动态绘图的实现原理。

实现动态曲线需要以下两个准备：

计时器Timer
数组左移

基于Timer的绘图

任何界面库都会有Timer这个实现，在MFC中时OnTimer消息，在Qt中是QTimer类，那种原理基本都一样，下面将以MFC(VC)为例进行说明。

Timer是消息级别最低的消息，它会保证其它级别高的消息优先执行，因此，就算数据大量刷新，也不会影响主线程的其它消息。

MFC生成OnTimer消息，消息响应函数如下：

void CTeeChartDlg::OnTimer(UINT_PTR nIDEvent)
{
	// TODO: 在此添加消息处理程序代码或调用默认值
	CDialogEx::OnTimer(nIDEvent);
}

绘图的实现就在这个消息响应函数里

如果让定时器设定为1秒触发，每一秒把旧数据去除，绘制新数据，就能看到不停变换的波形；对于趋势图，假如每秒有一个新数据，那么就在定长数组中，把数组所有数据整体左移，同时数组末端加入新数据。代码如下：

/// 
/// \brief 左移数组
/// \param ptr 数组指针
/// \param data 新数值
///
void LeftMoveArray(double* ptr,size_t length,double data)
{
	for (size_t i=1;i<length;++i)
	{
		ptr[i-1] = ptr[i];
	}
	ptr[length-1] = data;
}

此函数把整个数组左移，然后新数据放置在数组最末端（右端）。

这样，数组就实现“向左运动”，把左移后的数组绘制，就能在绘图控件上发现其变化。

下面开始实现动态绘图（这里演示TeeChart的方法，附件里有HightSpeed-Chart CChartCtrl的方法）：

void CTeeChartDlg::OnBnClickedButtonRuning()
{
	KillTimer(0);
	ZeroMemory(&m_TeeChartArray,sizeof(double)*m_c_arrayLength);
	for (size_t i=0;i<m_c_arrayLength;++i)
	{
		m_X[i] = i;
	}
	m_count = m_c_arrayLength;
	CSeries chart_T = (CSeries)m_Chart.Series(0);
	chart_T.Clear();
	m_pLineSerie->ClearSerie();
	SetTimer(0,1000,NULL);	
}

函数中几个成员变量的定义是：

	double m_TeeChartArray[2096];
	double m_X[2096];
	unsigned int m_count;
	const size_t m_c_arrayLength = 2096;

m_TeeChartArray是需要绘制的数组的Y值，m_X是对应的x值，m_count是计数器，每绘制一次，个数加1，主要用于x轴

在timer中的实现如下：

void CTeeChartDlg::OnTimer(UINT_PTR nIDEvent)
{
	// TODO: 在此添加消息处理程序代码和/或调用默认值
	if(0 == nIDEvent)
	{
		++m_count;
		drawMoving();
	}
	CDialogEx::OnTimer(nIDEvent);
}

drawMoving函数用于绘图，timer设定为1秒触发一次，这时就能看到每秒的变化，如果数据是以1秒为刷新周期，每一秒有个新数据，只需要把旧的数据向左移，新数据放到数组最右端，再在绘图控件上把此图形画出来即可看的像动一样。

drawMoving函数的实现如下：

void CTeeChartDlg::drawMoving()
{
	CSeries chart_T = (CSeries)m_Chart.Series(0);
	chart_T.Clear();
	m_pLineSerie->ClearSerie();
	LeftMoveArray(m_TeeChartArray,m_c_arrayLength,randf(0,10));
	LeftMoveArray(m_X,m_c_arrayLength,m_count);
	DrawLine_TeeChart(m_X,m_TeeChartArray,m_c_arrayLength);
}

前面说过timer是优先级最低的消息，如果想曲线动的流畅，可以把时钟设置为0ms，如

SetTimer(0,0,NULL);

这时会在保证界面流畅的前提下，以最高频率刷新。这样看到的图形会非常流畅。

上面介绍的就是动态绘制曲线的思路和方法，附件中有用TeeChart实现和HightSpeedChart实现的例子，考虑到可能有些人没有安装TeeChart，专门把TeeChart分离出来了一个源码，只有HightSpeedChart，不需要安装任何控件。

demo1：

MFC下TeeChart和HightSpeedChart动态绘制曲线图-VS2010

demo2(不用安装任何控件):

MFC动态绘制曲线图-HightSpeedChart实现

推广

teechart应用技术详解——快速图表制作工具	VC++ MFC Extensions by Example/J.E. Swanke	C++ Primer Plus 第6版

绘图控件第五讲——绘制动态曲线

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