8

の終点を計算するための優れたアルゴリズムを持っている人はいますArcSegmentか? これは円弧ではなく、楕円です。

たとえば、次の初期値があります。

  • 始点 X = 0.251
  • 始点 Y = 0.928
  • 幅の半径 = 0.436
  • 高さの半径 = 0.593
  • 開始角度 = 169.51
  • スイープ角度 = 123.78

アークが終了する位置は X=0.92 と Y=0.33 (別のプログラムを介して) あたりであることがわかっていますが、ArcSegment終点を指定してこれを行う必要があります。終点を計算する方法を知る必要があるだけなので、次のようになります。

<ArcSegment Size="0.436,0.593" Point="0.92,0.33" IsLargeArc="False" SweepDirection="Clockwise" />

これを計算する良い方法を知っている人はいますか?(数学は同じでなければならないので、これがWPFまたは他の言語であることは問題ではないと思います)。

これが画像です。終点 (オレンジ色の点) を除いて、すべての値が既知です。 円弧を描いた画像


編集: DrawArc.NET GDI+ のオーバーロードで 呼び出されるルーチンがあることがわかりました。これは、必要なことをほぼ実行します (「かなり」については後で詳しく説明します)。

見やすくするために、次の例を取り上げます。

Public Sub MyDrawArc(e As PaintEventArgs)

    Dim blackPen As New Pen(Color.Black, 2)
    Dim x As Single = 0.0F
    Dim y As Single = 0.0F
    Dim width As Single = 100.0F
    Dim height As Single = 200.0F

    Dim startAngle As Single = 180.0F
    Dim sweepAngle As Single = 135.0F

    e.Graphics.DrawArc(blackPen, x, y, width, height, startAngle, sweepAngle)

    Dim redPen As New Pen(Color.Red, 2)
    e.Graphics.DrawLine(redPen, New Point(0, 55), New Point(95, 55))
End Sub

Private Sub ImageBox_Paint(sender As Object, e As System.Windows.Forms.PaintEventArgs) Handles ImageBox.Paint
    MyDrawArc(e)
End Sub

このルーチンは、エンドポイントを に直接置きX=95, Y=55ます。円形の楕円について言及されている他のルーチンの結果はX=85, Y=29. 1)何も描画する必要がなく、2)e.Graphics.DrawArc終点の座標を返す方法があれば、これが必要です。

これで、質問が明確になりました-e.Graphics.DrawArc実装方法を知っている人はいますか?

4

4 に答える 4

11

e.Graphics.DrawArc の実装方法を知っている人はいますか?

Graphics.DrawArcGdipDrawArcIgdiplus.dllのネイティブ関数を呼び出します。この関数はarc2polybezier、同じ dll 内の関数を呼び出します。ベジエ曲線を使用して楕円弧を近似しているように見えます。探しているのとまったく同じエンドポイントを取得するには、その関数をリバース エンジニアリングして、そのしくみを正確に把握する必要があります。

幸いなことに、Wineの善良な人々がすでにそれを行ってくれています。

これは、大まかに C から C# に変換された arc2polybezier メソッドです(これは Wine から変換されたため、このコードはLGPLの下でライセンスされていることに注意してください)

internal class GdiPlus
{
    public const int MAX_ARC_PTS = 13;

    public static int arc2polybezier(Point[] points, double x1, double y1, double x2, double y2,
                              double startAngle, double sweepAngle)
    {
        int i;
        double end_angle, start_angle, endAngle;

        endAngle = startAngle + sweepAngle;
        unstretch_angle(ref startAngle, x2/2.0, y2/2.0);
        unstretch_angle(ref endAngle, x2/2.0, y2/2.0);

        /* start_angle and end_angle are the iterative variables */
        start_angle = startAngle;

        for(i = 0; i < MAX_ARC_PTS - 1; i += 3)
        {
            /* check if we've overshot the end angle */
            if(sweepAngle > 0.0)
            {
                if(start_angle >= endAngle) break;
                end_angle = Math.Min(start_angle + Math.PI/2, endAngle);
            }
            else
            {
                if(start_angle <= endAngle) break;
                end_angle = Math.Max(start_angle - Math.PI/2, endAngle);
            }

            if(points != null)
            {
                Point[] returnedPoints = add_arc_part(x1, y1, x2, y2, start_angle, end_angle, i == 0);
                //add_arc_part returns a Point[] of size 4
                for(int j = 0; j < 4; j++)
                    points[i + j] = returnedPoints[j];
            }
            start_angle += Math.PI/2*(sweepAngle < 0.0 ? -1.0 : 1.0);
        }

        if(i == 0)
            return 0;
        return i + 1;
    }

    public static void unstretch_angle(ref double angle, double rad_x, double rad_y)
    {
        angle = deg2rad(angle);

        if(Math.Abs(Math.Cos(angle)) < 0.00001 || Math.Abs(Math.Sin(angle)) < 0.00001)
            return;

        double stretched = Math.Atan2(Math.Sin(angle)/Math.Abs(rad_y), Math.Cos(angle)/Math.Abs(rad_x));
        int revs_off = (int)Math.Round(angle/(2.0*Math.PI), MidpointRounding.AwayFromZero) -
                       (int)Math.Round(stretched/(2.0*Math.PI), MidpointRounding.AwayFromZero);
        stretched += revs_off*Math.PI*2.0;
        angle = stretched;
    }

    public static double deg2rad(double degrees)
    {
        return Math.PI*degrees/180.0;
    }

    private static Point[] add_arc_part(double x1, double y1, double x2, double y2,
                                     double start, double end, bool write_first)
    {
        double center_x,
               center_y,
               rad_x,
               rad_y,
               cos_start,
               cos_end,
               sin_start,
               sin_end,
               a,
               half;
        int i;

        rad_x = x2/2.0;
        rad_y = y2/2.0;
        center_x = x1 + rad_x;
        center_y = y1 + rad_y;

        cos_start = Math.Cos(start);
        cos_end = Math.Cos(end);
        sin_start = Math.Sin(start);
        sin_end = Math.Sin(end);

        half = (end - start)/2.0;
        a = 4.0/3.0*(1 - Math.Cos(half))/Math.Sin(half);

        Point[] pt = new Point[4];
        if(write_first)
        {
            pt[0].X = cos_start;
            pt[0].Y = sin_start;
        }
        pt[1].X = cos_start - a*sin_start;
        pt[1].Y = sin_start + a*cos_start;

        pt[3].X = cos_end;
        pt[3].Y = sin_end;
        pt[2].X = cos_end + a*sin_end;
        pt[2].Y = sin_end - a*cos_end;

        /* expand the points back from the unit circle to the ellipse */
        for(i = (write_first ? 0 : 1); i < 4; i ++)
        {
            pt[i].X = pt[i].X*rad_x + center_x;
            pt[i].Y = pt[i].Y*rad_y + center_y;
        }
        return pt;
    }
}

このコードをガイドとして使用し、少し数学を加えて、このエンドポイント計算クラス(LGPL ではない)を作成しました。

using System;
using System.Windows;

internal class DrawArcEndPointCalculator
{
    public Point GetFinalPoint(Point startPoint, double width, double height, 
                               double startAngle, double sweepAngle)
    {
        Point radius = new Point(width / 2.0, height / 2.0);
        double endAngle = startAngle + sweepAngle;
        int sweepDirection = (sweepAngle < 0 ? -1 : 1);

        //Adjust the angles for the radius width/height
        startAngle = UnstretchAngle(startAngle, radius);
        endAngle = UnstretchAngle(endAngle, radius);

        //Determine how many times to add the sweep-angle to the start-angle
        int angleMultiplier = (int)Math.Floor(2*sweepDirection*(endAngle - startAngle)/Math.PI) + 1;
        angleMultiplier = Math.Min(angleMultiplier, 4);

        //Calculate the final resulting angle after sweeping
        double calculatedEndAngle = startAngle + angleMultiplier*Math.PI/2*sweepDirection;
        calculatedEndAngle = sweepDirection*Math.Min(sweepDirection * calculatedEndAngle, sweepDirection * endAngle);

        //Calculate the final point
        return new Point
        {
            X = (Math.Cos(calculatedEndAngle) + 1)*radius.X + startPoint.X,
            Y = (Math.Sin(calculatedEndAngle) + 1)*radius.Y + startPoint.Y,
        };
    }

    private double UnstretchAngle(double angle, Point radius)
    {
        double radians = Math.PI * angle / 180.0;

        if(Math.Abs(Math.Cos(radians)) < 0.00001 || Math.Abs(Math.Sin(radians)) < 0.00001)
            return radians;

        double stretchedAngle = Math.Atan2(Math.Sin(radians) / Math.Abs(radius.Y), Math.Cos(radians) / Math.Abs(radius.X));
        int rotationOffset = (int)Math.Round(radians / (2.0 * Math.PI), MidpointRounding.AwayFromZero) -
                             (int)Math.Round(stretchedAngle / (2.0 * Math.PI), MidpointRounding.AwayFromZero);
        return stretchedAngle + rotationOffset * Math.PI * 2.0;
    }
}

下記は用例です。最初に示した例は正しくないことに注意してください。これらの初期値のエンドポイントは(0.92, 0.33)ではなくDrawArc()、(0.58, 0.97) になります。

Point startPoint = new Point(0, 0);
double width = 100;
double height = 200;
double startAngle = 180;
double sweepAngle = 135;
DrawArcEndPointCalculator _endPointCalculator = new DrawArcEndPointCalculator();
Point lastPoint = _endPointCalculator.GetFinalPoint(startPoint, width, height, startAngle, sweepAngle);
Console.WriteLine("X = {0}, Y = {1}", lastPoint.X, lastPoint.Y);
//Output: X = 94.7213595499958, Y = 55.2786404500042

startPoint = new Point(0.251, 0.928);
width = 0.436;
height = 0.593;
startAngle = 169.51;
sweepAngle = 123.78;
_endPointCalculator.GetFinalPoint(startPoint, width, height, startAngle, sweepAngle);
//Returns X = 0.579143189905416, Y = 0.968627455618129

Point startPoint = new Point(0, 0);
double width = 20;
double height = 30;
double startAngle = 90;
double sweepAngle = 90;
_endPointCalculator.GetFinalPoint(startPoint, width, height, startAngle, sweepAngle);
//Returns X = 0, Y = 15
于 2011-03-29T19:14:59.833 に答える
2
1) Given this:
xStart = .25
yStart = .92
startAngle = 169.51
sweepAngle = 123.78
Rx = .436  // this is radius width
Ry = .593  // this is radius height

2) Calculations:
centerX = xStart - Rx * cos(startAngle)
centerY = yStart - Ry * sin(startAngle)
endAngle = startAngle + sweepAngle
xEnd = centerX + Rx * cos(endAngle)
yEnd = centerY + Ry * sin(endAngle)

したがって、座標は (xEnd, yEnd) です。

于 2011-03-28T16:50:12.060 に答える
1

これは助けになります:
ArcSegmentの数学

于 2011-03-29T20:37:57.453 に答える