Llegar Punto Final en ArcSegment con el Inicio de X/Y y Empezar a+Barrido de Ángulos

Question

¿Alguien tiene un buen algoritmo para calcular el punto final de ArcSegment?Esto no es un arco circular - es una elíptica.

Por ejemplo, yo tengo estos valores iniciales:

• Punto De Inicio X = 0.251
• Punto De Inicio Y = 0.928
• Ancho Radio = 0.436
• La Altura De La Radio = 0.593
• El Ángulo De Inicio = 169.51
• Ángulo De Barrido = 123.78

Sé que la ubicación que mi arco debe al final es a la derecha alrededor de X=0.92 y Y=0.33 (a través de otro programa), pero necesito hacer esto en un ArcSegment con especificar el punto final.Sólo necesito saber cómo calcular el punto final por lo que tendría este aspecto:

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

¿Alguien sabe de una buena manera de calcular esto?(No creo que es importante que esto es WPF o cualquier otro idioma, como el de matemáticas debe ser el mismo).

Aquí está una imagen.Todos los valores se sabe de él, excepto de punto final (el naranja de punto).

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EDITAR: He encontrado que hay es una rutina de llamada DrawArc con una sobrecarga en .RED DE GDI+ que prácticamente hace lo que yo necesito (más información en "bastante" en un seg.).

Para simplificar la visualización, tome la siguiente como ejemplo:

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

Esta rutina de lleno pone el punto final a X=95, Y=55.Otras rutinas mencionadas para circular elipses resultaría en X=85, Y=29.Si había una manera de 1) No han de dibujar nada y 2) han e.Graphics.DrawArc devolver el punto final de coordenadas, esto es lo que se necesita.

Así que ahora la pregunta gana en claridad - ¿alguien sabe cómo e.Graphics.DrawArc se implementa?

Answer 1

¿Alguien sabe cómo e.Gráficos.DrawArc se implementa?

Graphics.DrawArc llama a la función nativa GdipDrawArcI en gdiplus.dll.Esta función llama a la arc2polybezier la función de la misma dll.Parece que el uso de una curva de bézier para aproximar un arco elíptico.Con el fin de obtener la exacto mismo punto final que usted está buscando, tendríamos ingeniería inversa para que la función y averiguar exactamente cómo funciona.

Afortunadamente, la buena gente Vino han ya hecho eso por nosotros.

Aquí está el arc2polybezier método, que podría traducirse de la C a la C# (tenga en cuenta que debido a que este fue traducido del Vino, este código está licenciado bajo LGPL):

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;
    }
}

El uso de este código como una guía, junto con un poco de matemáticas, escribí este extremo de la calculadora de la clase (no LGPL):

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;
    }
}

Aquí están algunos ejemplos.Tenga en cuenta que el primer ejemplo que usted le dio es incorrecto. - para los valores iniciales, DrawArc() tendrá un extremo de (0.58, 0.97), no (0.92, 0.33).

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

Answer 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)

Así, su coordenada es (xEnd, yEnd).

Answer 3

Es esta de ayuda:
Las Matemáticas de la ArcSegment