3.1 仮想直角座標系(V-座標系)での基本描画

まず最初のプログラム kihon1 を見て下さい.

# kihon1.rb

require "narray"
require "numru/dcl"

include NumRu
include NMath

nmax = 50

x  = NArray.sfloat(nmax+1)
y1 = NArray.sfloat(nmax+1)
y2 = NArray.sfloat(nmax+1)
y3 = NArray.sfloat(nmax+1)

#-- data ----
x = x.indgen * 1.0/nmax
y1 = x**3
y2 = x**2
y3 = sqrt(x)

#-- graph ----
iws = (ARGV[0] || (puts ' WORKSTATION ID (I)  ? ;'; DCL::sgpwsn; gets)).to_i
DCL::sgopn iws
DCL::sgfrm

DCL::slpvpr(1)

DCL::sgplv(x, y1)
DCL::sgpmv(x, y2)
DCL::sgtxv(0.5, 0.5, 'SGTXV')
DCL::sglset('LSOFTF', true)
DCL::sgtnv(x, y3)

DCL::sgcls

program kihon1

図形を描くためには, まずディスプレイやプリンタなど図形出力装置(デバイス)の準備をします. この準備をする時の操作を「オープン」といい, sgopn というメソッド(元サブルーチン)を呼びます. ここで, 引数 iws はワークステーション番号で, 各デバイスに割り当てられた番号です. iws>0 のときは画面を横長に使い, iws<0 のときは画面を縦長に使って図形出力は 90度回転して表示します. 14行めのメソッド(元サブルーチン) sgpwsn を呼ぶと, それぞれの環境で利用可能なワークステーション名のリストが書き出されます.

第2章では gropn だったのが, sgopn になっています. 以下の sgfrm や sgcls なども同様ですが, sgxxx が GRPH1 のコントロールルーチンであるのに対して, grxxx はそれぞれに対応する GRPH2 のコントロールルーチンなのです. grxxx ではいくつかの初期化処理も同時に行なっているので, 第2章のように GRPH2 のルーチン(例えば, quick1 では usgrph) を使う場合には, こちらを使います. 一方, この章では GRPH1 で閉じたルーチン群で説明をするので, sgxxx を用いています.

つぎに, sgfrm で新しい作画領域を設定します. DCLではいくつかの座標系と座標変換が用意されていて, それぞれの座標系で作図ができます. しかし, それらの説明は次章にまわすことにして, ここでは[0,1]×[0,1] の仮想直角座標系(これからV-座標系と略記します)だけを陽に考えましょう. sgfrm を呼ぶことにより, 各デバイスの作画できる領域に最大内接するようにこの仮想直角座標系が設定され, この範囲がとりあえず「ビューポート」となります. slpvpr ルーチンでこのビューポートの枠を描いています.

図形を構成する基本要素を出力プリミティブといいます. GRPH1 の出力プリミティブには, ポリライン(折れ線), ポリマーカー(マーカー列), テキスト(文字列), およびトーン(多角形のぬりつぶし)の4つがあり, 補助的に, アロー (矢印)とライン(線分)のサブプリミティブがあります. 結果の図を参照すれば明らかですが, sgplv ルーチンで3次メソッド(元関数)の折れ線が実線で描かれ, sgpmv ルーチンでは2次メソッド(元関数)が・のマーカー列として描かれます. また, sgtxv ルーチンで文字列 'sgtxv' がビューポートの真ん中に描かれます. さらに, sgtnv ルーチンでは, $y=\sqrt{x}$ と y=x で囲まれた領域が点々でぬりつぶされます. とりあえず, 24行めのメソッド(元サブルーチン)コールはこのトーンの「おまじない」と思って下さい. これらのプリミティブにはそれぞれいくつかの属性があり, それらを陽に指定することにより, 多種多様な作図が可能となります.

そして, 最後に描画を終了する時の操作を「クローズ」といい, sgcls ルーチンを呼びます. すべての図形は, デバイスをオープンしてからクローズするまでの間に描かれることになります.

$\resizebox{10cm}{!}{\includegraphics{kihon1/kihon1.eps}}$
kihon1.rb: frame1

デバイスに出力される図形が複数「ページ」にわたることがありますが, DCL では, ページという言葉の代わりに「フレーム」という言葉を使います. これは, デバイスによってはページという概念のないもの(例えば, 巻物のような長い紙に出力するようなデバイス) があったり, 後述のように物理的な1ページの中に複数のフレームを設定することもあるからです.