IDL与C#混合编程技术

转自：http://blog.sina.com.cn/s/blog_764b1e9d0100w06w.html

C# (C Sharp)是微软公司在2000年6月发布的一种新的编程语言。C#与Java有很多的相似之处，包括了诸如单一继承、界面、与Java几乎同样的语法，和编译成中间代码再运行的过程。它又借鉴了Delphi的一个特点，与COM(组件对象模型)是直接集成的，而且它是微软公司.NET windows网络框架的主角。

IDL则一直是应用程序开发和科学家进行可视化与分析的首选语言。因为它功能强大，简单易学，很少的几行代码就能实现其他语言很难实现的功能，所以它是进行科学数据分析、可视化表达和跨平台应用开发的高效软件和理想工具。作为第四代语法简单、面向矩阵运算的计算机语言，IDL拥有丰富的分析工具包。同时支持遥感图像处理软件ENVI的二次开发，使得利用IDL进行ENVI二次开发实现数据处理分析和可视化程序变得非常容易。

1        C#调用IDL方式

C#可以通过COM组件的方式直接调用IDL进行开发。IDL提供了IDLDrawWidget和COM_IDL_CONNECT两个组件，其中IDLDrawWidget组件是带UI的可视组件，COM_IDL_CONNECT是不带UI的功能组件，在实际使用的时候可以根据应用需求选取。

以IDLDrawWidget组件为例，该组件包含了多种功能方法（见表1），这些方法使得C#在调用的时候方便进行初始化、功能调用、参数传递和事件响应传递。

表1IDLDrawWidget组件的方法

方法名称

功能描述

CopyNamedArray

拷贝IDL下数组到组件调用环境中的变量数组

CopyWindow

将IDLDrawWidget组件显示内容拷贝到Windows剪贴板中

CreateDrawWidget

IDLDrawWidget控件初始化界面

DoExit

退出ActiveX控件并释放IDL占用的资源

ExecuteStr

执行IDL命令，相当于IDL的命令行功能

GetNamedData

获取IDL中变量的值

InitIDL

IDL运行环境初始化（1：成功；0，失败；-1组件未被许可；-2，IDL未安装许可）

InitIDLEx

IDL运行环境初始化（可传入参数）

Print

组件中显示内容输出到默认打印机

RegisterForEvents

组件是否传递程序事件(参考表17.2)

SetNamedArray

基于输入的变量名和内容在IDL下创建数组

SetNameData

基于输入的变量名和内容在IDL下创建变量

SetOutputWnd

组件显示内容输出到指定窗口

VariableExists

判断IDL下是否存在此变量

2        关键技术

以在Visual Studio 2008 C#下调用IDLDrawWidget组件为例，分析下调用该组件的关键技术。

(一)   组件初始化

与其他ActiveX组件一样，在VisualStudio的工具箱组件上单击鼠标右键，弹出菜单中选择[选择项]，见图1。

图1 加载组件

弹出的选择工具箱项界面中点击TAB界面[COM组件]，列表中找到“IDLDrawWidget Control3.0”并勾选（图2）。若列表中不存在该组件，点击[浏览]查找IDL安装目录下的子目录“bin\bin.x86”中的“idldrawx3.ocx”文件。

图2COM组件列表

组件初始化前需要设置组件的IDL安装目录，本机的IDL安装目录可以通过查找注册表选项的方式获取，获取IDL8.0安装路径的C#示例代码如下：

//读取注册表获取IDL8.0

RegistryKey rsg = null;

rsg = Registry.LocalMachine.OpenSubKey('SOFTWARE\\ITT\\IDL\\8.0', true);

if (rsg.GetValue('InstallDir') != null) //读取失败返回null

{

//初始化IDL80路径

axIDLDrawWidget1.IdlPath = Path.Combine(rsg.GetValue('InstallDir').ToString(), @'IDL80\bin\bin.x86\idl.dll');

}

int n;

//初始化

n = axIDLDrawWidget1.InitIDL((int)this.Handle);

if (n == 0)

{

MessageBox.Show('IDL初始化失败', 'IDL初始化失败，无法继续！');

return;

}

(二)   功能调用

IDLDrawWidget组件支持调用IDL的源码文件和sav文件。其中ExecuteStr方法相当于IDL的命令行，而IDL可以使用点命令（见表2）在命令行下进行源码的编译和功能调用。故，通过ExecuteStr方法可以轻松地调用IDL功能。

表2点命令（DotCommand）

命 令

功 能

.COMPILE

编译代码；

.CONTINUE

继续执行代码；

.EDIT

在编辑器中打开代码以便编辑；

.FULL_RESET_SESSION

编译器完全重置（包括DLM等）；

.GO

执行最近编译过的主函数；

.OUT

执行当前程序直至返回；

.RESET_SESSION

编译器重置，等同于点击工具栏的“重置”；

.RETURN

程序返回；

.RENEW

新建一个pro；

.RUN

编译内存中的程序并执行主程序；

.SKIP

跳过程序段；

.STEP

执行1个或n个程序；

.STEPOVER

执行1个程序段，如果程序段中调用了其他函数则调试进入函数；

.TRACE

程序异常时继续运行。

使用点命令在命令行下进行源码编译和运行的示例代码：

IDL>;编译源码文件，注意源码文件路径是字符串，用’’或””。

IDL> .compile 'C:\temp\firstIDL.pro'

% Compiled module: MYFUN.

% Compiled module: FIRSTIDL.

% Compiled module: TEST.

IDL>;调用源码中的pro执行

IDL> firstidl

abc

9

(三)   数据传递

IDLDrawWidget组件通过SetNamedArray、SetNameData等方法进行数据传递（表1），C#与IDL之间支持基本的数据类型变量和数组传递（表3）。

表3IDL与ActiveX下的通用的变量类型

IDL类型

ActiveX类型

IDL_TYPE_BYTE

UT_UI1 – unsigned char

IDL_TYPE_BYTE

VT_I1 - signed char

IDL_TYP_INT

VT_I2 - signed short

IDL_TYP_LONG

VT_I4 - signed long

IDL_TYP_FLOAT

VT_R4 - float

IDL_TYP_DOUBLE

VT_R8 - double

传递字符串变量和数组的示例代码如下：

//初始化定义变量

object objStr = 'abc';

object objOri,objNow;

//定义变量

this.axIDLDrawWidget1.SetNamedData('var', objStr);

//编译IDL功能代码并传入单个变量

this.axIDLDrawWidget1.ExecuteStr(@'.compile 'exchangevar.pro'');

this.axIDLDrawWidget1.ExecuteStr('exchangevar, var = var');

//将IDL中修改过的变量获得并对话框显示

objStr = this.axIDLDrawWidget1.GetNamedData('var');

//显示IDL程序中更改后的值

MessageBox.Show('C#中的变量值为：'+objStr.ToString());

//定义数组

int[,] dataarr = new int[3, 2] { { 6, 4 }, { 12, 9 }, { 18, 5 } };

//将数组内容copy到IDL下的变量arr中

this.axIDLDrawWidget1.SetNamedArray('arr', dataarr, true);

//编译IDL功能代码并传入数组

this.axIDLDrawWidget1.ExecuteStr('.compile 'exchangeArr.pro'');

this.axIDLDrawWidget1.ExecuteStr('exchangeArr,arr,oriArr= oriArr');

//通过CopyNameArray方法直接复制获取IDL中的数组

objOri = this.axIDLDrawWidget1.CopyNamedArray('oriarr');

//通过CopyNameArray方法直接复制获取IDL中的数组

objNow = this.axIDLDrawWidget1.CopyNamedArray('arr');

//弹出第一个元素的值

MessageBox.Show('C#中的数组值为：' + ((Array)objNow).GetValue(0, 0));

(四)   事件传递

IDLDrawWidget组件可以在C#或IDL下响应键盘和鼠标事件。即通过C#主程序可以触发组件的事件并由IDL事件响应程序进行响应。组件的事件响应处理方式与组件的RegisterForEvents值有关，各个值的含义见表4。

表4RegisterForEvents对应功能描述

值

功能描述

0

停止传递所有事件

1

传递鼠标移动事件

2

传递鼠标按键点击事件

4

传递视图滚动条事件

8

传递暴露事件

组件界面中添加鼠标滚轮事件的示例代码如下：

public Form1()

{

InitializeComponent();

//增加滚轮滚动事件

((Control)this).MouseWheel += new MouseEventHandler(Form1_MouseWheel);

}

private void IDLDrawWidgetCreate()

{

//指定事件由C#响应

axIDLDrawWidget1.RegisterForEvents(3);

}

//鼠标滚轮事件

void Form1_MouseWheel(object sender, MouseEventArgs e)

{

//转换当前鼠标点在组件上的位置

y = axIDLDrawWidget1.Height - (e.Y - axIDLDrawWidget1.Location.Y);

//调用IDL的鼠标时间代码

axIDLDrawWidget1.ExecuteStr('oImg.WheelEvents,' + e.Delta.ToString() + ','+ (e.X - axIDLDrawWidget1.Location.X).ToString() + ',' + y.ToString());

}

IDL中的响应该事件的代码如下：

;鼠标滚轮时的事件

PRO ImgSHow::WheelEvents,wType,xPos,yPos

COMPILE_OPT idl2

;获取组件原始大小

self.OWINDOW.GETPROPERTY, dimensions = winDims,graphics_tree = oView

oView.GETPROPERTY, viewPlane_Rect = viewRect

;判断是放大还是缩小

IF wType GT 0 THEN rate = 0.8 ELSE rate = 1.125

;计算放缩后的显示区域大小

oriDis =[xPos,yPos]*viewRect[2:3]/winDims

viewRect[0:1]+=(1-rate)*oriDis

viewRect[2:3]= viewRect[2:3]*rate

;更新显示区域并重新渲染绘制

oView.SETPROPERTY, viewPlane_Rect = viewRect

self.OWINDOW.DRAW

END

类似的方式可以添加鼠标拉框放大和缩小等功能，即通过C#与IDLDrawWidget组件构建了一个完整的图像显示与基本处理程序，通过鼠标可以对显示图像进行放大、缩小和平移操作，并通过IDL实现了基本的图像处理、投影变换和仿真模拟功能。部分效果图：

 

图3灵活的操控

图4图像显示与图像处理

图5投影变换功能

                 图6卫星仿真模拟

3        结束语

通过IDLDrawWidget等组件提供的方法，C#可以方便灵活地集成IDL程序，轻松搭建可视化分析与处理系统的框架，快速集成IDL的可视化分析与处理功能。这样充分发挥各语言的优势，构建复杂的可视化应用与分析的系统将会变得非常方便。