Casio Basic入門G05

Casio Basic入門
<目次>

誤字脱字・記載ミスや分かりにくい表現は随時追記・修正します

2015/07/25 追記
2017/09/25 追記



 5. Casio Basic でグラフィックス


前回: Casio Basic入門G04


Chapter G05
Plot と ViewWindow

前回は、Plot コマンドについて、色々と調べましたが、論理座標系での動作しか確認していません。

今回は、Plot コマンドのカーソル表示座標は、ViewWindow座標系を反映するのか?という疑問について調べて見ました。

なお、fx-9860GII の取扱説明書(fx-9860GII_Soft_J_2.04.pdf)の 8-24 ページには、

Plot <X座標値>,<Y座標値>

と記載があるだけなので、前回同様、実際にプログラムを作りながら細かい点を確認してゆきます。



最初に、以下のプログラム VW.PLOT1 を作ります。

ファイル名: VW.PLOT1
ClrGraph
CoordOn
GridOff
AxesOn
LabelOff

Plot 6,3◢
Text 1,1,"x=  " (スペース4個)
Text 1,35,"y=   " (スペース5個)
Text 1,10,X
Text 1,45,Y◢

ViewWindow -10,116,10,-10,52,10
Plot 6,3◢
Text 1,1,"x=  " (スペース4個)
Text 1,35,"y=   " (スペース5個)
Text 1,10,X
Text 1,45,Y


⇒ ダウンロード: VW.PLOT1

プログラム冒頭で、ClrGraph を実行しているので、ここで自動的にデフォルトの論理座標系になっています(ClrGraph の仕様)。
そして、Plot 6,3◢ で、座標 (6, 3) にカーソルを表示します。ここで [EXE] を押せば、この位置に点が描画されるはずです。
そして、描画された点の位置を示す X座標値とY座標値は、それぞれ変数 XY に自動的に代入されます。
従って、続く Text コマンドで各座標値が表示され、そこで出力命令 によりプログラムは一旦停止します。

ここまでは、前回見てきた内容です。続いて今回のテーマである座標系変更に伴う Plot コマンドの動作を確認するためのコードを書きます。

上で赤文字で示したような ViewWindow座標系を設定し、続いて Plot 6,3◢ を実行します。
ここで、[EXE] を押せば、カーソル位置に点が描画されます。その後、同様に Text コマンドで、描画された点の座標値 XY を表示します。

以上が、プログラムの内容です。実際に起動してみます。

VW.PLOT1-1 

CoordOn によりカーソルの座標値が最下行に表示されていて、確かに、カーソルが座標 (6, 3) に表示されていることが確認できます。

ここで、[EXE] を押すと、

VW/PLOT1-2 

座標 (6, 3) に点の描画が確認できます。さらに、点が描画されると、十字カーソルが消えて、それに連動して座標値の表示も消えます。

CoordOn はカーソルの位置を示すのであって、描画された点の座標値を示さないことが、併せて確認できます。十字カーソルとカーソル位置の座標値表示は、Plot コマンドを一旦停止した時だけ現れるということです。

さて、この状態では Text 1,45,Y◢ のところでプログラムが一旦停止しています。そこで [EXE] を押して一旦停止を解除します。

すると、ViewWindow の設定が実行されて、座標系が変更され、その上で、Plot 6,3◢ が実行された結果が表示されます。

VW,PLOT1-3 

十字カーソルが再び表示され、最下行にカーソル位置の座標値も表示され、カーソル位置が (6, 3) になっていますね。つまり、Plot コマンドで表示されるカーソル位置は、設定したViewWindow座標系に従うことが、確認できました。

ここで、もう一つ Plot コマンドの特徴が分かります。ViewWindow を実行すると、それまで描画されていたグラフィックスが消去されるはずですが、Plot で描画した点は、消去されていないのです。右上の点が消えずに残っています

今この状態では、Plot 6,3◢ によりプログラムが一旦停止しているので、[EXE] を押して、一旦停止を解除すると、

WV.PLOT1-4 

カーソル位置に点が描画され、同時にカーソルが消えて最下行にある CordOn による座標値の表示も消えました。そして、Text コマンドにより、今描画された点の座標値が表示されました。Plot コマンドによる2つの点が表示されています。

[AC] を2回押してプログラムを終了します。

==========

では、もう一度プログラム VW.PLOT1 を起動してみます。今度は、カーソルを移動させてから [EXE] を押してみます。

プログラムを起動すると、

VW.PLOT1-1 

カーソルを移動させると、最下行にある CordOn により表示される座標値が、リアルタイムに変化します。

VW.PLOT1-5 

そして、[EXE] を押すと、

VW.PLOT1-6 

カーソルと最下行の座標値表示が消え、Text コマンドによる点の座標値が表示されます。

[EXE] で一旦停止を解除すると、

W.PLOT1-7 

新しい座標系が設定され、再びカーソルと最下行の座標値表示が復活し、座標 (6, 3) にカーソルがあることが分かります。そして、右上の Plot により描画された点は、やはり残っています。

カーソルを適当に移動し、

VW.PLOT1-8 

ここで、[EXE] を押すと、カーソルと最下行の座標値表示が消え、Text コマンドにより点の座標が表示されました。そして、2つの点も表示されます。

Plot コマンドで描画した点は、ViewWindow では消去されないことが再確認できました。



Plot コマンドで描画された点と ViewWindow によるグラフィックス描画の消去について、もう少し詳しく調べてみます。具体的には、ViewWindow 設定を次々と変更しながら、その都度 Plot コマンドでカーソルを表示し [EXE] で点を描画させてみます。

そこで、以下のプログラム VW.PLOT2 を入力してください。

ファイル名: VW.PLOT2
ClrGraph
CoordOn
GridOff
AxesOn
LabelOff

For 5→I To 20
ViewWindow -2I,40-2I,2,-I,20-I,2
Plot -2,-2◢
Next


⇒ ダウンロード: VW.PLOT2

このように、ViewWindow は、変数を用いて設定することもできます。
このプログラムでは、For 文を用いて、座標系の原点を左下から右上まで徐々に変更しながら、常に座標 (-2, -2)Plot でカーソル表示+[EXE] で、点描画を繰り返します。

Casio Basic コマンドリファレンス - For 文

プログラムを起動し、[EXE] キーを何回か押してゆくと、画面表示が変化してゆきます。



動画を見れば分かるように、この For 文では、ViewWindow 座標系の横幅を 41、縦幅を 21 に固定、原点の位置だけを変更して、それぞれで Plot -2,-2◢ を実行していることになります。


Plot で描画された点は、直前の描画は残りますが、それ以前の描画は消去されていることが分かりますね。おそらく、Plot と連動して使う Line コマンドを活かして互換性を保つために、このような仕様になっていると想像しています。但し、ViewWindow を実行すると Line で描画した直線は消去されます。

試しに、上のプログラムに Line コマンドを追加して実行してみると分かります。

ClrGraph
CoordOn
GridOff
AxesOn
LabelOff

For 5→I To 20
ViewWindow -2I,40-2I,2,-I,20-I,2
Plot -2,-2◢
Line
Next


一瞬直線が表示されてスグに消去されますが、最後の直線は残ります。



さて、VW.PLOT2 を実行してみて、1つ気になることがあります。

Plot -2,-2◢ では、整数値を指定しているのに、CoordOn で最下行に表示される座標値が小数値になっています。



ViewWindow座標系で描画される点が、物理的なピクセル位置に完全に対応せず、四捨五入計算で最も近いピクセルを On にし、そのピクセル位置から逆算して座標値を求めているのが原因だと考えられます。

グラフを描画するのではなくて、単にグラフィックス表示を行うプログラムでは、このあたりの計算による誤差が問題になることが実際に発生します。これについては、次回以降で具体的に検証する予定です。

物理的なピクセルは、Casio Basic でプログラムを作る限りは、横 127 ピクセル、縦 63 ピクセルの表示エリアを使う(Casio Basic入門G01参照)ので、ViewWindow 座標系の指定では、この数に合うように設定すれば、座標の設定値と読取値は、整数のまま一致するはずです。

そこで、今回は妙な小数にならないように、物理的なピクセル数に合わせた ViewWindow 設定を試してみます。

プログラム VW.PLOT2 を以下のような ViewWindow 設定に書き換えてみます。

ファイル名: VW.PLOT3
ClrGraph
CoordOn
GridOff
AxesOn
LabelOff

For 20→I To 62 Step 3
ViewWindow -2I,126-2I,10,-I,62-I,10
Plot -10,-10◢
Next


⇒ ダウンロード: VW.PLOT3

これを実行してみると、



この動画からスグに分かると思いますが、ViewWindow 座標系の横幅を 127、縦幅を 63 に固定して、原点だけを移動させていることになります。今度は座標値の表示が設定値と全く同じ (-10, -10) と、正しく整数になっていますね。


以上で、PlotViewWindow の関係が詳しく分かりました。



ところで、プログラム VW.PLOT2 や VW.PLOT3 のように、ViewWindow 設定を切り替えるようなプログラムでは、ViewWindow 設定の保存と読出機能が便利になることがあります。

ViewWindow 設定は、StoV-Win コマンドで 6通り保存することができ、RclV-Win コマンドでそれを呼びだすことができます。

StoV-Win コマンド

・書式StoV-Win <番号>
  • <番号> は、1 から 6 の整数、合計 6 通りを保存できる。
  • 現在の ViewWindow 設定を保存する。
  • <番号> には、数値と変数が使える。
  • <番号> が 7 以上の時は、Argument ERROR (引数エラー) となる。
  • メインメモリの空容量が足りない時は、実行時にエラーとなり、保存できる数が 6 未満のこともある。設定1つで 152 バイト使います。
・入力方法[SHIFT] [F3] (V-Window) [F2] (Sto)


RclV-Win コマンド

・書式RclV-Win <番号>
  • <番号> は、1 から 6 の整数。StoV-Win で設定した番号を指定する。
  • 保存された ViewWindow 設定を呼び出して有効にする。
  • <番号> には、数値と変数が使える。
  • <番号> が 7 以上の時は、Argument ERROR (引数エラー) となる。
入力方法[SHIFT] [F3] (V-Window) [F3] (Rcl)


プログラム VW.PLOT3StoV-Win / RclV-Win を使って書き換えてみます。但し保存できる数が最大 7 なので、For 文のステップ数を増やして、保存する数を 7 以下にする必要があります。

ファイル名: VW.PLOT4
ClrGraph
CoordOn
GridOff
AxesOn
LabelOff

1→V
For 27→I To 62 Step 7
ViewWindow -2I,126-2I,10,-I,62-I,10
StoV-Win V
Isz V
Next

V-1→W
For 1→V To W
RclV-Win V
Test 1,1,V
Plot -2,-2◢
Next


⇒ ダウンロード: VW.PLOT4

ClirGraph
に続くグラフ設定を行い、続いて 複数の ViewWindow 設定を StoV-Win V (変数 V は 1 から始まり、1つづつ増やす) で次々と保存しています。結果的に 6 通り保存しています。
引き続き、保存した ViewWindow 設定を RclV-Win V (変数 V は 1 から始まり、1つづつ増やす) で呼び出し、それぞれで Plot -2,-2◢ を実行します。[EXE] を何回か押してゆきます。



ここで、StoV-WinRclV-Win のパラメータに変数 XY を使うと、プログラムは誤動作します。試しに、上のプログラムで、V の代わりに X を、W の代わりに Y に変更して、実行してみてください。エラーになります。

誤動作の理由は分かりますか?

Plot コマンドでカーソル表示の際に、[EXE] を押すと、カーソルの座標値が自動的に 変数 XY に代入される仕様です。つまり、変数 Y には予期せぬ値が入ってしまうのが誤動作原因です。Plot の仕様を理解していないと、バグに悩むことになりますね。

なお、直接 ViewWindow で座標系を設定せず、RclV-Win で設定しても、Plot -2,-2◢ で描画された最後の点は、消去されません。RclV-Win の動作は、ViewWindow による直接設定と同じだと分かります。



ViewWindow の保存と呼び出し機能を使ったので、次にグラフィックス画面全体の保存と呼び出し機能を試してみます。グラフィックス画面全体を保存するには StoPict コマンド、呼び出して描画するのは RclPict コマンドを使います。

StoPict コマンド

・書式StoPict <番号>
  • <番号> は 1 から 20 の整数、合計 20 通保存できる。
  • 現在のグラフィックス画面全体を保存する。
  • <番号> には、数値と変数が使える。
  • <番号> が 21 以上の時、Argument ERROR (引数エラー) となる。
  • メインメモリの空容量が足りない場合は、実行時にエラーになり、保存できる数が 20 未満のこともある。設定1つに 2068 バイト使います。
・入力方法[OPTN] [F6] (▷) [F6] (▷) [F2] (PICT) [F1] (Sto)


RclPict コマンド

・書式RclPict <番号>
  • <番号> は 1 から 20 の整数、StoPict で設定した番号を指定する。
  • <番号> には、数値と変数が使える。
  • 保存されたグラフィックス画面を呼びだして表示する。
  • <番号> が 21 以上の場合は、Argument ERROR (引数エラー) になる。
・入力方法: [OPTN] [F6] (▷) [F6] (▷) [F2] (PICT) [F2] (Rcl)


プログラム VW.PLOT3 の描画を一旦保存しておき、あとでそれを呼び出して表示するプログラムを作ってみます。

ファイル名: VW.PLOT5
ClrGraph
CoordOn
GridOff
AxesOn
LabelOff

1→P
For 20→I To 62 Step 3
ViewWindow -2I,126-2I,10,-I,62-I,10
Plot -10,-10
StoPict P
Isz P
Next

AxesOff
P-1→Q
For 1→P To Q
ClrGraph
F-Line -6.3,-3.1,6.3,3.1
RclPict P◢
Next


⇒ ダウンロード: VW.PLOT5

VW.PLOT3
に追加した部分を赤文字で示しています。なお、Plot -10,-10 の後の は外しています。

ClrGraph でグラフィックス画面を消去し、種々のグラフ設定を行った後、SotPict <番号><番号> に使う変数 P を 1 で初期化し、Plot -10,10 により描画した点、表示された座標軸ごとグラフィックス画面として、StoPict P で保存します。 P は、1, 2, 3, ... です。

その後、AxesOff で座標軸表示を Off にした上で、保存したグラフィックス画面を、順次 RclPict P で呼出して表示しています。座標軸表示を Off にしたのは、座標軸も保存され、呼出されるのかどうかを確かめる目的です。また、RclPict の前に ClrGraph と F-Line を実行しています。ClirGraph により論理座標系が設定され、同時にメモリ間隔が 1 に設定される影響も確かめられます。さらに、F-Line で左下から右飢えへ直線を描画していますが、この直線が RclPict でどのように影響されるのかも確かめます。



結果として、StoPictRclPict は、グラフィックス画面に表示されている内容を、丸ごと保存し、呼出することが分かりました。そして、RclPict は、グラフィックス画面に上書きするのではなくて、既にあるグラフィックス描画に重ね合わせて表示することも分かりました。

RclPict
コマンドは、グラフィックス画面全体のデータを一度にLCD転送するので描画が速いのが最大の利点です。20個の画面データを扱えるので、プログラミングでの利用価値はあると思います。詳しくは次回以降取り上げようと思います。

[2015/07/25 追記]
StoPict / RclPict は、fx-CG20 / 10 でも今回のCasio Basic プログラムは100% で動作するのこと。但し、fx-9860GII に比べて描画がかなり遅いという情報を頂きました。保存先のメモリが、fx-9860GII は RAMであるのに対して、fx-CG20 / 10 では、フラッシュメモリ(保存メモリ)なのが原因だそうです。




今回のまとめ
  • Plot は、ViewWindow 座標系の設定に従って動作する。
  • CoordOn 設定時に Plot でカーソルが表示されている時、[EXE] で点描画を行うと、カーソルと 座標値の表示が消える。
  • CoordOn により表示される座標値は、カーソル位置を示すもの。
  • Viewwindow で座標系を設定する際、グラフィックス描画は消去されるが、例外的に Plot で直前に描画した点 のみが消去されずに残る。
  • CorrdOn で表示される座標値は、Plot X,Y で指定される座標(X, Y) を示すのではなく、実際に表示されるピクセル位置を、座標系から換算された位置を示すため、計算された結果となるから、Plot X,Y で整数値を指定しても表示される座標値が小数になることがある。
  • 座標系を StoV-Win で保存し、RclV-Win で呼び出す場合は、ViewWinidow 設定と全く同じ動作をする。
  • StoV-Win / RclV-Win で指定する番号は、整数を格納した変数でも良い。
  • StoPict / RclPict で保存 / 呼出しされるグラフィックス画像は、座標設定を含めて画面に表示される全てを扱う。
  • RclPict でグラフィックス画像を呼び出す場合、既にあるグラフィックス描画に上書き表示せずに、元のグラフィックスを消さずに重ねて表示する。
  • RclPict は画面全体のデータを LCD転送するので、描画が速い。但し fx-CG20 / 10 では保存メモリ(フラッシュメモリ)を使うため非常に遅くなる。

今回使ったグラフィックス コマンド
  • Plot
  • ViewWindow
  • Text
  • StoV-Win / RclV-Win
  • StoPPict / RclPict
  • F-Line




つづく...

Casio Basic入門 G06 / 目次




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keywords: fx-9860GIICasioBasic、プログラミング入門グラフィックスプログラム関数電卓

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非公開コメント

かなり遅いです(^^;

管理人様、

>次々回あたりに予定しているネタのために作ったプログラムなのですが、以下を fx-CG10 で走らすと、どんな感じでしょうか?
>かなり遅くなるとは思うのですが.

早速に試してみました。
全体の処理時間は30秒くらいで終わるfx-9860GIIに比べてCG10では1分15秒くらいかかります(^^;
円を描くところだけだと1.5倍くらい遅いだけなので、StoPictが同速度だと仮定すると、描画は45秒くらいで終わる計算です。
StoPict7回分で30秒かかっているので1回あたり4秒程度かかっている計算です。
ちなみに一画面のサイズは3KBほどになるので、fx-9860GIIと比較してサイズがさほど大きいわけでもないですけど、やはりフラッシュメモリへの書き込みがかなり足を引っ張りますね。

画面保存の処理速度

sentaro様


> 動画付きで一目瞭然ですね(^^)

ありがとうございます。


> ViewWindowはグラフ電卓には必須の機能だと改めて感じました。

そうなんです、次回は ViewWindowの設定を1つ間違うと、妙なグラフィックスになってしまう事例を紹介する予定です。
このネタは、実は生まれて初めて、fx-9860GIIで作ったグラフィックスプログラムで、悩んだバグなんです。



> StoPictとRclPictはCG10だとメインメモリではなくストレージメモリに保存なのでかな~り遅くなります(^^;
>
> ですが、動作の互換性はばっちりです(^^)


互換性チェック、大変ありがとうございます。

同じグラフ関数電卓なのに、細かい部分が異なるのですね。

次々回あたりに予定しているネタのために作ったプログラムなのですが、以下を fx-CG10 で走らすと、どんな感じでしょうか?
かなり遅くなるとは思うのですが...

http://egadget2.web.fc2.com/archives/Circle6.html

No title

管理人様、更新おつかれさまです!

動画付きで一目瞭然ですね(^^)

ViewWindowはグラフ電卓には必須の機能だと改めて感じました。

StoPictとRclPictはCG10だとメインメモリではなくストレージメモリに保存なのでかな~り遅くなります(^^;

ですが、動作の互換性はばっちりです(^^)
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