2006.11.17.
石立 喬
| 機能 | 名称 | Size | Maximum | Minimum | Large- Change |
Small- Change |
RightToLeft |
| 水平スクロールバー | hScrollBar1 | 120,20 | 99 | 0 | 10 | 1 | Yes |
| 垂直スクロールバー | vScrollBar1 | 20,120 | 99 | 0 | 10 | 1 | (項目なし) |
それぞれのスクロールバーは、まず目見当で配置とサイズを決め、後に、ツールバーに座標を直接入力して細かく調整する。LargeChangeはスクロールバーの内部をクリックしたときの変化分、SmallChandeは両端の三角矢印をクリックしたときの変化分で、変更しないでデフォルトのまま使用する。
MaximumとMinimumは、本来自由に決められるはずであるが、不具合が見られた。例えば、角度を-90°から0°まで変更するためにMinimumを-90、Maximumを9（実際は0であるが、つまみの幅を含めて9とする）とすると、ビルドとデバッグおよび実行は可能であったが、Form1.h[デザイン]がエラーで開けなくなった。負の数を設定するのはまずいのかもしれない。
したがって、Minimumを0、Maximumを99（実際は90であるが、つまみの幅を含めて99とする）と設定し、デフォルトでNoになっているRightToLeftをYesに変更し、
theta=-hScrollBar->Value;
のように、頭にマイナス符号をつけたら、正常に動作した。
スクロールバーからの読み取りは、前述のように、
phi=vScrollBar->Value;
で、スクロールバーの設定は、
vSCrollBar->Value=phi;
などで行なう。
プログラムの概要
１） FETの静特性の計算は視角に関係なく、直接画面に表示する必要がないので、あらかじめ計算し、data[i,j]としてメモリに格納しておく。このようにしておくと、視角のパラメータを変換して画面を書き換えるたびに、静特性の計算をする必要がない。
具体的には、プログラムの起動時に一度だけ呼び出されるForm1_Load()メソッドに、theta、phiの初期設定と共に、data[i,j]の計算を行なう。data[i,j]は、Form1.hのグローバル関数として、あらかじめ宣言しておく。 メモリ内の配列をアクセスするので、VgやVdの値を直接使用できない。forループをｉとｊで回し、Vg=0.1*i; Vd=0.1*j; などとしても良いが、ここでは、VgやVdを意識するためにforループをVgとVdで直接回し、その都度iとｊをインクリメントした。Vgは0.0Vから5.0Vまでの0.2Vおきにしたので、iは0から50までの26個、Vdは0.0Vから12.0Vまでの0.2Vおきにしたので、jは0から120までの61個の値をとる。
２） Form1_Paint()では、
・theta、phiから、何回も使われるsinθ、cosθ、sinφ、cosφを計算して準備しておく
・三次元の座標軸を描く
・display3D()メソッドを呼び出し、data[i,j]により、FETの三次元グラフを描く
・使用したtheta、phiを表示する
を順次行なう。
３）三次元データをパソコン画面上の二次元座標に変換するdisplay3D()メソッドを記述する。
４）水平スクロールバーを動かしたときのハンドラ−（hScrollBar1_Scroll）でthetaを読み取る。
５）垂直スクロールバーのハンドラ−（vScrollBar_Scroll）でphiを読み取る。
プログラム
private:
array<double,2>^ data;
double theta,phi;
double sint,sinp,cost,cosp;
private: System::Void Form1_Load(System::Object^ sender, System::EventArgs^ e)
{
double BETA=4.0,VTH=1.5;
theta=-45.0;
phi=60.0;
hScrollBar1->Value=45;
vScrollBar1->Value=60;
data=gcnew array<double,2>(26,61);
int i,j;
double vd,vg,id;
i=0;
//FETの式を計算してdata[i,j]を作成する
for(vg=0.0;vg<=5.0;vg+=0.2){
j=0;
for(vd=0.0;vd<=12.0;vd+=0.2){
if(vg-VTH<=0) id=0;
else if(vd>vg-VTH) id=BETA/2.0*(vg-VTH)*(vg-VTH);
else id=BETA*((vg-VTH)*vd-0.5*vd*vd);
data[i,j]=id;
j++;
}
i++;
}
}
private: System::Void Form1_Paint(System::Object^ sender, System::Windows::Forms::PaintEventArgs^
e) {
int i,j;
int X0=40,Y0=350;
int X1=30,Y1=40;
Point^ point1=gcnew Point();
Point^ point2=gcnew Point();
Point^ point_old=gcnew Point();
//三角関数の計算
sint=Math::Sin(theta*Math::PI/180.0);
sinp=Math::Sin(phi*Math::PI/180.0);
cost=Math::Cos(theta*Math::PI/180.0);
cosp=Math::Cos(phi*Math::PI/180.0);
Graphics^ gr=e->Graphics;
//座標軸を描く
Pen^ pen1=gcnew Pen(Color::Black,2);
point1=display3D(0,0,0); //原点
point2=display3D(200,0,0); //x軸上のx=200
gr->DrawLine(pen1,X0+point1->X,Y0-point1->Y,X0+point2->X,Y0-point2->Y);
point2=display3D(0,240,0); //y軸上のy=240
gr->DrawLine(pen1,X0+point1->X,Y0-point1->Y,X0+point2->X,Y0-point2->Y);
point2=display3D(0,0,240); //z軸上のz=240
gr->DrawLine(pen1,X0+point1->X,Y0-point1->Y,X0+point2->X,Y0-point2->Y);
//オレンジ色で線を引く ---- Vg をパラメータにして Vd −Id 曲線を描く
for(i=0;i<25;i++)
for(j=0;j<60;j++){
point1=display3D(8*i,4*j,10*data[i,j]);
if(j==0) point_old=point1;
else{
gr->DrawLine(Pens::OrangeRed,X0+point_old->X,Y0-point_old->Y,X0+point1->X,Y0-point1->Y);
point_old=point1;
}
}
//緑色で線を引く ---- Vd をパラメータにして Vd − Id 曲線を描く
for(j=0;j<60;j++)
for(i=0;i<25;i++){
point1=display3D(8*i,4*j,10*data[i,j]);
if(i==0) point_old=point1;
else{
gr->DrawLine(Pens::LightGreen,X0+point_old->X,Y0-point_old->Y,X0+point1->X,Y0-point1->Y);
point_old=point1;
}
}
//データを表示する
String^ string1=String::Format("theta={0}°, phi={1}°",theta,phi);
System::Drawing::Font^ font1=gcnew System::Drawing::Font("ＭＳ ゴシック",12);
gr->DrawString(string1,font1,Brushes::Black,X1,Y1);
}
//三次元グラフをパソコン画面上の二次元座標に変換するメソッド
private:Point^ display3D(double x,double y,double z){
Point^ point=gcnew Point();
point->X=(int)(-sint*x+cost*y);
point->Y=(int)(-cost*cosp*x-sint*cosp*y+sinp*z);
return point;
}
private: System::Void hScrollBar1_Scroll(System::Object^ sender, System::Windows::Forms::ScrollEventArgs^
e) {
theta=-hScrollBar1->Value;
Invalidate();
}
private: System::Void vScrollBar1_Scroll(System::Object^ sender, System::Windows::Forms::ScrollEventArgs^
e) {
phi=vScrollBar1->Value;
Invalidate();
}
実行結果
プログラムを起動した直後の画面を図２に示す。目盛りや軸の説明が無いので、少しさびしいが、関心のある人は、追加して欲しい。θ（theta）やφ（phi）のデフォルト値は、三次元画面として比較的見やすい値に設定されている。陰線処理をすると、もっと見やすい画面になると思われる。
