GDI+绘制极坐标图(Polar Diagram)
這是一個簡單的GDI+的例子。講的是怎么從無到有繪制一個極坐標系,以及在此基礎上繪制數據圖。按照類似的思路,你可以畫出直角坐標系、對數直角系、外太空銀河系……
本文比較淺顯,覺得沒有幫助者請按組合鍵:Alt+F4,走好。
歡迎大家指教,歡迎改造,然后把代碼和圖貼在這里。大家一起看看能把自己的創造力激發到什么程度。
你可以通過本文學到怎么用非數學的方法解決數學問題,以此類推,就算碰到不懂的東西,也可以用自己懂的東西來代替。編程序,尤其是界面編程,只需要「看起來一樣」,更敬業點就「用起來一樣」。至于你要不要用什么jjyy的技術,的技巧,的手段,都是浮云。
不多說了。我們要做的東西最后效果是這樣的。
圖中曲線是一個天線方向圖,非常適合在極坐標下描繪。 文中是直接在窗體上繪制,你完全可以自行封裝到控件里,這樣用起來更加方便。
(正文開始) 寫在前面的話 做事情,一切以目標為出發點,倒著找過去,看有哪些方法技術資源,具體的方法技術手段都是次要的,只要能達到目的。 我不會多線程,如果你需要讓它運行在單獨的線程上,還請自己改造。(似乎還真有這樣ocd的人吧,哈哈)
目標設定 (下面是例子,不針對任何人物、事件、團體、星球) boss接到了一單生意,是幫某山寨廠做一個山寨手機天線的信號測試系統。其中,我分到的部分是做天線方向圖的顯示界面模塊。其實我懂個p的天線、方向圖之類的啊,于是boss告訴我,并強調:我不管你怎么做,總之要「看起來」像這樣。
ok,不管會不會,山寨是本行,拿著原版開始分析。
分析坐標系 說實話,數學那套玩意老早就還給老師了,現在要讓我玩坐標系這樣高深的東西。得虧哥們還有點印象,這樣圓不拉嘰的圖,一般用極坐標來畫是比較方便的。連上Wikipedia復習一下:極坐標是一個二維坐標系統。該坐標系統中的點由一個夾角和一段相對中心點——極點(相當于我們較為熟知的直角坐標系中的原點)的距離來表示。
嗯,很好,亂七八糟的,看不太懂啊,怎么辦。不管了,把這東西先放一遍,還是用山寨的方法解決。把boss給的那張圖拿來分析下,其實就是很多同心圓,和過圓心的輻條(借用自行車術語,雖然不知道正確的名字,就這么叫了吧)。
那么我只需要畫出同心圓,再畫輻條,就ok了吧。畫同心圓怎么畫呢?嗯,我可以這樣,從外面的大圓開始,用DrawEllipse()畫一個圓,然后收縮下半徑,再畫一個,如此這般……好了,有想法就行動,管他是nb方法還是sb方法,一直坐那zb,最后被炒了那才sb。
畫出同心圓的方法。
把這段代碼添加到Paint事件里,看看效果如何。
Good,效果還湊合,好像有點鋸齒哦,那我就把抗鋸齒打開,順手把文字抗鋸齒也打開。
| 1 2 | ??? e.Graphics.SmoothingMode = System.Drawing.Drawing2D.SmoothingMode.AntiAlias;??? // 圖形抗鋸齒 ??? e.Graphics.TextRenderingHint = System.Drawing.Text.TextRenderingHint.AntiAlias; // 文字抗鋸齒 | 
 接下來就要畫輻條了。那個線可不能就像圖里一個十字叉就完事了的,肯定要能自己設n條。想當初就是曾經思維簡單了沒有考慮到這種變數,被客戶和boss煩得天昏地暗。再也不會上當了。
輻條怎么畫呢,思考下,在草稿紙上畫畫先。
(以下都是中學數學,本人上了大學以后數學從沒及格過)
從少到多看看輻條的規律。啊,原來是這樣啊,我不一定非要把輻條看成穿過圓心的,我可以看成從圓心發出的n個射線,把圓切成了n個扇面,每個角度就是360°÷n。這樣那就好辦了,剛才我畫圓的時候已經算出來圓心位置了,只要再算出射線終點的坐標,就可以用DrawLine()畫線了。但是,射線終點又要怎么算呢,我可是要畫到GDI+里哦。
用黑色的筆畫出圓,紅色的畫出GDI+坐標系,那么就可以算出來終點在GDI+下的坐標。圓心(x0,y0)和r半徑剛才我已經算出來了,θ就是360/n。現在所有參數都確定了,只要把圓心、半徑這幾個我需要使用的變量從畫圓的方法里拿出來大家用,我就可以開始寫畫輻條的方法了。
把代碼加到Paint事件畫圓的后面,看看效果。
Yeah, baby,你太聽話了。
永不滿足的客戶·永不結束的工作
沒過半天,客戶就找到boss,要求在輻射線邊上加上角度數字。于是,我「義不容辭」的開始了新一輪改造。
說起加上數字,先前我已經得到了每個射線終點的坐標,那我直接在那坐標上DrawString()出角度數字就行了吧?嗯,在void drawCrosshair()里面先加上這句試試。
| 1 2 | ??? // 畫角度值 ??? g.DrawString(angle.ToString("0") + "°", this.Font, Brushes.Gray, endPoint); | 
 
哦,賣糕的,問題多多哦。最下面的字跑出畫面了,上面的和左邊的字跑到圓圈里面,右邊的字也有點往里靠。改改試試看。先把畫圓的區域縮小一點,以便下面的標簽能顯示出來。
| 1 2 3 4 5 | ??? //drawDiagramCircles(e.Graphics, this.ClientRectangle); ??? // 縮小點畫圓的區域 ??? Rectangle rect = this.ClientRectangle; ??? rect.Inflate(0, -20); ??? drawDiagramCircles(e.Graphics, rect); | 
 
ok,解決下一個問題。先思考下,什么情況下字會跑到圓里去:θ∈(90°, 270°)這個區間。那我就在這個區間畫文字的時候,把文字往左平移出去就行了。而270°時,我把文字往上移動試試看。在drawCrosshair()畫文字的地方。
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 | ??? // 把要畫的字符串提出來便于操作 ??? string angleString = angle.ToString("0") + "°"; ??? // 畫角度值,如果文字在90-270度區間內, ??? PointF textPoint = endPoint; ??? if (angle == 270) ??????? textPoint.Y -= TextRenderer.MeasureText(angleString, this.Font).Height; // 用TextRenderer測量字符串大小 ??? else if (angle < 270 && angle > 90) ??????? textPoint.X -= TextRenderer.MeasureText(angleString, this.Font).Width; ??? else ??????? textPoint.X += 8; // 隨便來點漂移 ??? g.DrawString(angleString, this.Font, Brushes.Gray, textPoint); | 
 看看效果。
嗯哼,很好。(其實我覺得最好的辦法是分象限,比如第一象限就增加x、增加y,第二象限就增加x、減少y,第三象限減少x、減少y,第四象限減少x、增加y)
加入數據點
光畫一副坐標系那肯定是什么都干不了的,所以還有最重要的添加數據。所謂一個數據,就是包含了角度、數值的這樣一組數,比如天線對著某個方向(角度)的接收信號強度(數值)。角度很好理解,就是0到360°,然后轉圈。數值就要費點功夫了。用戶添加的數據,肯定是他們采集到的真實數據。這個數據,要映射到我這里做的坐標圖里面,使其同樣大小數值具有同樣的映射點,最小數值映射在圓心,最大數值映射在射線終點。這樣,所有的數據就都可以用這張圖來記錄了。下面使用最簡單的線性映射來設計。所謂線性映射,其實就是這樣。
所以,在全局變量里,我加入了數據范圍的上下限。(可以任意,只要max大于min,不能等于)
| 1 2 | ??? float min = 0; ??? float max = 100; | 
為了便于后續操作,我決定把「角度 - 數值」這樣一組數據封裝在一個類里,然后用一個列表來存儲管理。
View Code public class PolarValue{float ang = 0;float val = 0;// 角度public float Angle{get { return ang; }set { ang = value; }}// 數值public float Value{get { return val; }set { val = value; }}public PolarValue(float angle, float value){this.ang = angle;this.val = value;}}// 數據列表public List<PolarValue> values = new List<PolarValue>();現在我有了一組數據點,我需要做的就是把數據點映射到坐標圖上,如此遍歷每一點并連接之,就畫出了我所需要的方向圖。這就是映射的方法。
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 | ??? private PointF getMappedPoint(PolarValue pv) ??? { ??????? // 計算映射在坐標圖中的半徑 ??????? float r = radius * (pv.Value - min) / (max - min); ??????? // 計算GDI+坐標 ??????? PointF pt = new PointF(); ??????? pt.X = (float)(r * Math.Cos(pv.Angle * Math.PI / 180) + center.X); ??????? pt.Y = (float)(r * Math.Sin(pv.Angle * Math.PI / 180) + center.Y); ??????? return pt; ??? } | 
寫到這里,我不由得回頭看了看剛才畫輻條時,為了計算輻條終點而寫的getPoint()方法。這兩個方法實在是太像了,唯一區別就是getMappedPoint()使用變化的數值,而getPoint()使用固定的數值(輻條終點可以認為是r=R,即value=max)。現在合并這兩個方法,并修改相應調用的地方。
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 | ??? // 合并后的映射方法 ??? private PointF getMappedPoint(float angle, float value) ??? { ??????? // 計算映射在坐標圖中的半徑 ??????? float r = radius * (value - min) / (max - min); ??????? // 計算GDI+坐標 ??????? PointF pt = new PointF(); ??????? pt.X = (float)(r * Math.Cos(angle * Math.PI / 180) + center.X); ??????? pt.Y = (float)(r * Math.Sin(angle * Math.PI / 180) + center.Y); ??????? return pt; ??? } | 
修改調用的地方
| 1 2 3 4 | ??? // 在drawCrosshair()中 ??? // (略) ??? // 得到終點 ??? endPoint = getMappedPoint(angle, max); | 
現在可以一口氣把所有數據點畫出來了。
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 | ??? private void drawPoints(Graphics g, List<PolarValue> pointList) ??? { ??????? // 計算下一點 ??????? PointF nextPt; ??????? for (int i = 0; i < pointList.Count; i++) ??????? { ??????????? if ((i + 1) < pointList.Count) ??????????????? nextPt = getMappedPoint(pointList[i + 1].Angle, pointList[i + 1].Value); ??????????? else ??????????????? nextPt = getMappedPoint(pointList[0].Angle, pointList[0].Value); ??????????? // 連接當前點和下一點 ??????????? g.DrawLine(Pens.Black, nextPt, getMappedPoint(pointList[i].Angle, pointList[i].Value)); ??????? } ??? } | 
 隨便添加幾個數據,順便設置下圓圈數和輻條數,看看效果如何。
圓圈=3,輻條=4
圓圈=6,輻條=8
 
圓圈=9,輻條=16
 
一些變化
(以下內容為搞笑) 好了,我們做完了這個項目,送走了天線的客戶。現在又來了一個游戲的客戶。他要求我們要制作一個類似FIFA或者實況的運動游戲,游戲里面要有一個運動員個人素質參數的查看界面。 我們要怎么做?重新做?不,就著上一個客戶的稍微那么改上一改,就像這樣。
轉自http://bbs.csdn.net/topics/390061628
總結
以上是生活随笔為你收集整理的GDI+绘制极坐标图(Polar Diagram)的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
 
                            
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