主頁 > .NET開發 > 根據SVG Arc求出其開始角、擺動角和橢圓圓心

根據SVG Arc求出其開始角、擺動角和橢圓圓心

2022-01-23 06:01:36 .NET開發

SVG Arc

目前Svg的Arc的引數字串如下:

a  rx  ry  x-axis-rotation  large-arc-flag  sweep-flag  x  y 

除了a表示標識為Arc之外,其余引數說明如下:

引數 說明
rx 橢圓半長軸
ry 橢圓半短軸
x-axis-rotation 橢圓相對于坐標系的旋轉角度,角度數而非弧度數
large-arc-flag 是否優(大)弧:0否,1是
sweep-flag 繪制方向:0逆時針,1順時針
x 圓弧終點的x坐標
y 圓弧終點的y坐標

求Arc的開始角和擺動角

實際上,在W3C的有關SVG Arc實作有相關檔案和公式

當已知引數:

x1 y1 x2 y2 fA fS rx ry φ

求出以下引數的值:

cx cy θ1 Δθ

其中已知引數說明如下:

引數 說明 備注
(x1,y1) 當前坐標
(x2,y2) 終點坐標
fA 是否優(大)弧 Arc的引數字符:large-arc-flag
fS 繪制方向 Arc的引數字符:sweep-flag
rx 橢圓半長軸 Arc的引數字符:rx
ry 橢圓半短軸 Arc的引數字符:ry
φ 橢圓相對于坐標系的旋轉角度 Arc的引數字符:x-axis-rotation

需要求的引數說明:

引數 說明 備注
(cx,cy) 橢圓中心坐標點
θ1 起始角
Δθ 起始角到結束角的夾角(擺動角) 結束角= 起始角θ1+擺動角Δθ

那么則有如下公式:

代碼如下:

        /// <summary>
        /// 獲取弧線的開始角度和擺動角度
        /// </summary>
        /// <param name="x1">起點X</param>
        /// <param name="y1">起點Y</param>
        /// <param name="x2">終點X</param>
        /// <param name="y2">終點Y</param>
        /// <param name="fA">優劣弧:1 優弧  0劣弧</param>
        /// <param name="fs">順逆時針繪制:1 順時針  0 逆時針</param>
        /// <param name="rx">橢圓半長軸</param>
        /// <param name="ry">橢圓半短軸</param>
        /// <param name="φ">旋轉角</param>
        /// <returns></returns>
        private static (double startAngle, double swAngle) GetArcStartAngAndSwAng(double x1, double y1, double x2, double y2, double fA, double fs, double rx, double ry, double φ)
        {

            var matrix1 = new Matrix { M11 = Math.Cos(φ), M12 = Math.Sin(φ), M21 = -Math.Sin(φ), M22 = Math.Cos(φ) };
            var matrix2 = new Matrix { M11 = (x1 - x2) / 2, M21 = (y1 - y2) / 2 };
            var matrixX1Y1 = Matrix.Multiply(matrix1, matrix2);

            var x1_ = matrixX1Y1.M11;
            var y1_ = matrixX1Y1.M21;

            var a = Math.Pow(rx, 2) * Math.Pow(ry, 2) - Math.Pow(rx, 2) * Math.Pow(y1_, 2) - Math.Pow(ry, 2) * Math.Pow(x1_, 2);
            var b = Math.Pow(ry, 2) * Math.Pow(y1_, 2) + Math.Pow(ry, 2) * Math.Pow(x1_, 2);

            double c = 0;
            if (fA == fs)
            {
                c = -Math.Sqrt(a / b);
            }
            else
            {
                c = Math.Sqrt(a / b);
            }

            var matrixCxCy = new Matrix { M11 = c * (rx * y1_ / ry), M21 = c * (-ry * x1_ / rx) };

            var cx_ = matrixCxCy.M11;
            var cy_ = matrixCxCy.M21;

這時候我們通過矩陣運算得到了矩陣x1y1和矩陣cxcy,然后還有以下公式求開始角和擺動角:

那么代碼如下:

             //求開始角
            //cos<夾角> = 兩向量之積 / 兩向量模的乘積
            //< 夾角 > = arcCos(兩向量之積 / 兩向量模的乘積)

            //向量U的坐標
            double vectorUx = 1;
            double vectorUy = 0;

            //向量V的坐標
            double vectorVx = (x1_ - cx_) / rx;
            double vectorVy = (y1_ - cy_) / ry;


            var multiVectorUVectorV = vectorUx * vectorVx + vectorUy * vectorVy; //兩向量的乘積
            var vectorUMod = Math.Sqrt(vectorUx * vectorUx + vectorUy * vectorUy);//向量U的模
            var vectorVMod = Math.Sqrt(vectorVx * vectorVx + vectorVy * vectorVy);//向量V的模
            var cosResult = multiVectorUVectorV / (vectorUMod * vectorVMod);

            var startAngle = Math.Acos(cosResult) * 180 / Math.PI;


            //求擺動角
            //cos<夾角> = 兩向量之積 / 兩向量模的乘積
            //< 夾角 > = arcCos(兩向量之積 / 兩向量模的乘積)

            //向量U的坐標
            vectorUx = (x1_ - cx_) / rx;
            vectorUy = (y1_ - cy_) / ry;

            //向量V的坐標
            vectorVx = (-x1_ - cx_) / rx;
            vectorVy = (-y1_ - cy_) / ry;

            multiVectorUVectorV = vectorUx * vectorVx + vectorUy * vectorVy; //兩向量的乘積
            vectorUMod = Math.Sqrt(vectorUx * vectorUx + vectorUy * vectorUy);//向量U的模
            vectorVMod = Math.Sqrt(vectorVx * vectorVx + vectorVy * vectorVy);//向量V的模
            cosResult = multiVectorUVectorV / (vectorUMod * vectorVMod);

            var swAngle = Math.Acos(cosResult) * 180 / Math.PI;

            if (fs == 0)
            {
                swAngle = -swAngle;
            }
            else
            {
                swAngle = Math.Abs(swAngle);
            }

那么我們來測驗下,我準備了一段Arc字串:

"M0,0 A18.10005249343832,16.00031496062992,60,0,0,-21.634424410598417,-21.472913522584044"

然后測驗代碼如下:


        private void ButtonBase_OnClick(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            var pathGeometry = PathGeometry.CreateFromGeometry(Geometry.Parse("M0,0 A18.10005249343832,16.00031496062992,60,0,0,-21.634424410598417,-21.472913522584044"));
            var pathFigure = pathGeometry.Figures[0];

            if (pathFigure.Segments[0] is ArcSegment arcSegment)
            {
                var x1 = pathFigure.StartPoint.X;
                var y1 = pathFigure.StartPoint.Y;
                var rx = arcSegment.Size.Width;
                var ry = arcSegment.Size.Height;
                var φ = arcSegment.RotationAngle;
                var fA = arcSegment.IsLargeArc ? 1 : 0;
                var fs = arcSegment.SweepDirection is SweepDirection.Clockwise ? 1 : 0;
                var x2 = arcSegment.Point.X;
                var y2 = arcSegment.Point.Y;


                var (startAngle, swAngle) = GetArcStartAngAndSwAng(x1, y1, x2, y2, fA, fs, rx, ry, φ);
                //算出來接近startAngle為179°,swAngle為-118°
                
                StringBuilder stringPath = new StringBuilder();
                stringPath.Append($"M {x1} {y1}");
                var openXmlArcToArcStrNew = SvgArcToArcStr(stringPath, rx, ry, φ, startAngle, swAngle, pathFigure.StartPoint);
                this.NewPath.Data = https://www.cnblogs.com/ryzen/p/Geometry.Parse(openXmlArcToArcStrNew);
            }

        }

然后我們再通過求出來的開始角和擺動角求出之前的那段Arc:

         /// <summary>
        /// OpenXml Arc 轉為SVG Arc 字串
        /// </summary>
        /// <param name="stringPath">路徑字串</param>
        /// <param name="rx">橢圓半長軸</param>
        /// <param name="ry">橢圓半短軸</param>
        /// <param name="φ">旋轉角</param>
        /// <param name="stAng">起始角</param>
        /// <param name="swAng">擺動角</param>
        /// <param name="currentPoint">當前坐標</param>
        /// <returns></returns>
        private string SvgArcToArcStr(StringBuilder stringPath, double rx, double ry, double φ, double stAng, double swAng, Point currentPoint)
        {
            const string comma = ",";

            var θ1 = stAng / 180 * Math.PI;
            var Δθ = swAng / 180 * Math.PI;
            //是否是大弧
            var isLargeArcFlag = Math.Abs(Δθ) > Math.PI;
            //是否是順時針
            var isClockwise = Δθ > 0;


            //修復當橢圓弧線進行360°時,起始點和終點一樣,會導致弧線變成點,因此-1°才進行計算
            if (System.Math.Abs(Δθ) == 2 * System.Math.PI)
            {
                Δθ = Δθ - Δθ / 360;
            }

            //獲取終點坐標
            var pt = GetArcArbitraryPoint(rx, ry, Δθ, θ1, φ, currentPoint);

            currentPoint = pt;

            // 格式如下
            // A rx ry x-axis-rotation large-arc-flag sweep-flag x y
            // 這里 large-arc-flag 是 1 和 0 表示
            stringPath.Append("A")
                   .Append(rx) //rx
                   .Append(comma)
                   .Append(ry) //ry
                   .Append(comma)
                   .Append(φ) // x-axis-rotation
                   .Append(comma)
                   .Append(isLargeArcFlag ? "1" : "0") //large-arc-flag
                   .Append(comma)
                   .Append(isClockwise ? "1" : "0") // sweep-flag
                   .Append(comma)
                   .Append(pt.X)
                   .Append(comma)
                   .Append(pt.Y)
                   .Append(' ');
            return stringPath.ToString();

        }

        /// <summary>
        /// 獲取橢圓任意一點坐標(終點)
        /// </summary>
        /// <param name="rx">橢圓半長軸</param>
        /// <param name="ry">橢圓半短軸</param>
        /// <param name="Δθ">擺動角度(起始角的擺動角度,也就是起始角+擺動角=結束角)</param>
        /// <param name="θ1">起始角</param>
        /// <param name="φ">旋轉角</param>
        /// <param name="currentPoint">起點</param>
        /// <returns></returns>
        private static Point GetArcArbitraryPoint(double rx, double ry, double Δθ, double θ1, double φ, Point currentPoint)
        {
            //開始點的橢圓任意一點的二維矩陣方程式
            var matrixX1Y1 = new Matrix { M11 = currentPoint.X, M21 = currentPoint.Y };

            var matrix1 = new Matrix { M11 = Math.Cos(φ), M12 = -Math.Sin(φ), M21 = Math.Sin(φ), M22 = Math.Cos(φ) };
            var matrix2 = new Matrix { M11 = rx * Math.Cos(θ1), M21 = ry * Math.Sin(θ1) };
            var multiplyMatrix1Matrix2 = Matrix.Multiply(matrix1, matrix2);
            var matrixCxCy = new Matrix { M11 = matrixX1Y1.M11 - multiplyMatrix1Matrix2.M11, M21 = matrixX1Y1.M21 - multiplyMatrix1Matrix2.M21 };

            //終點的橢圓任意一點的二維矩陣方程式
            var matrix3 = new Matrix { M11 = rx * Math.Cos(θ1 + Δθ), M21 = ry * Math.Sin(θ1 + Δθ) };
            var multiplyMatrix1Matrix3 = Matrix.Multiply(matrix1, matrix3);
            var matrixX2Y2 = new Matrix { M11 = multiplyMatrix1Matrix3.M11 + matrixCxCy.M11, M21 = multiplyMatrix1Matrix3.M21 + matrixCxCy.M21 };

            return new Point(matrixX2Y2.M11, matrixX2Y2.M21);
        }

效果如下:

可以看到根據算出來的開始角和擺動角,再帶入計算出來的弧線(關于計算弧線的演算法可以參考我之前的博客)是跟之前的弧線一致的,也間接驗證了演算法的準確性

求Arc的橢圓圓心

求圓心公式如下:

則代碼如下:

        /// <summary>
        /// 獲取弧線的橢圓圓心
        /// </summary>
        /// <param name="x1">起點X</param>
        /// <param name="y1">起點Y</param>
        /// <param name="x2">終點X</param>
        /// <param name="y2">終點Y</param>
        /// <param name="fA">優劣弧:1 優弧  0劣弧</param>
        /// <param name="fs">順逆時針繪制:1 順時針  0 逆時針</param>
        /// <param name="rx">橢圓半長軸</param>
        /// <param name="ry">橢圓半短軸</param>
        /// <param name="φ">旋轉角</param>
        /// <returns></returns>
        private static Point GetArcCenterPoint(double x1, double y1, double x2, double y2, double fA, double fs, double rx, double ry, double φ)
        {

            var matrix1 = new Matrix { M11 = Math.Cos(φ), M12 = Math.Sin(φ), M21 = -Math.Sin(φ), M22 = Math.Cos(φ) };
            var matrix2 = new Matrix { M11 = (x1 - x2) / 2, M21 = (y1 - y2) / 2 };
            var matrixX1Y1 = Matrix.Multiply(matrix1, matrix2);

            var x1_ = matrixX1Y1.M11;
            var y1_ = matrixX1Y1.M21;

            var a = Math.Pow(rx, 2) * Math.Pow(ry, 2) - Math.Pow(rx, 2) * Math.Pow(y1_, 2) - Math.Pow(ry, 2) * Math.Pow(x1_, 2);
            var b = Math.Pow(ry, 2) * Math.Pow(y1_, 2) + Math.Pow(ry, 2) * Math.Pow(x1_, 2);

            double c = 0;
            if (fA == fs)
            {
                c = -Math.Sqrt(a / b);
            }
            else
            {
                c = Math.Sqrt(a / b);
            }

            var matrixCx_Cy_ = new Matrix { M11 = c * (rx * y1_ / ry), M21 = c * (-ry * x1_ / rx) };

            var tempMatrix = new Matrix { M11 = Math.Cos(φ), M12 = -Math.Sin(φ), M21 = Math.Sin(φ), M22 = Math.Cos(φ) };
            var multiplyMatrix = Matrix.Multiply(tempMatrix, matrixCx_Cy_);

            var matrixCxCy=new Matrix(){M11 = multiplyMatrix.M11+((x1+x2)/2),M21= multiplyMatrix.M21+((y1+y2)/2) };

            return new Point(matrixCxCy.M11, matrixCxCy.M21);

        }

最終通過上面Svg Arc字串算出來的橢圓圓心為(-17.42169108128391,-5.368374418803782)

原始碼

BlogCodeSample/OpenxmlActToSvgSample at main · ZhengDaoWang/BlogCodeSample

參考

Implementation Notes — SVG 2

轉載請註明出處,本文鏈接:https://www.uj5u.com/net/418979.html

標籤:C#

上一篇:MASA Framework - EventBus設計

下一篇:MASA Framework - EventBus設計

標籤雲
其他(157675) Python(38076) JavaScript(25376) Java(17977) C(15215) 區塊鏈(8255) C#(7972) AI(7469) 爪哇(7425) MySQL(7132) html(6777) 基礎類(6313) sql(6102) 熊猫(6058) PHP(5869) 数组(5741) R(5409) Linux(5327) 反应(5209) 腳本語言(PerlPython)(5129) 非技術區(4971) Android(4554) 数据框(4311) css(4259) 节点.js(4032) C語言(3288) json(3245) 列表(3129) 扑(3119) C++語言(3117) 安卓(2998) 打字稿(2995) VBA(2789) Java相關(2746) 疑難問題(2699) 细绳(2522) 單片機工控(2479) iOS(2429) ASP.NET(2402) MongoDB(2323) 麻木的(2285) 正则表达式(2254) 字典(2211) 循环(2198) 迅速(2185) 擅长(2169) 镖(2155) 功能(1967) .NET技术(1958) Web開發(1951) python-3.x(1918) HtmlCss(1915) 弹簧靴(1913) C++(1909) xml(1889) PostgreSQL(1872) .NETCore(1853) 谷歌表格(1846) Unity3D(1843) for循环(1842)

熱門瀏覽
  • WebAPI簡介

    Web體系結構: 有三個核心:資源(resource),URL(統一資源識別符號)和表示 他們的關系是這樣的:一個資源由一個URL進行標識,HTTP客戶端使用URL定位資源,表示是從資源回傳資料,媒體型別是資源回傳的資料格式。 接下來我們說下HTTP. HTTP協議的系統是一種無狀態的方式,使用請求/ ......

    uj5u.com 2020-09-09 22:07:47 more
  • asp.net core 3.1 入口:Program.cs中的Main函式

    本文分析Program.cs 中Main()函式中代碼的運行順序分析asp.net core程式的啟動,重點不是剖析原始碼,而是理清程式開始時執行的順序。到呼叫了哪些實體,哪些法方。asp.net core 3.1 的程式入口在專案Program.cs檔案里,如下。ususing System; us ......

    uj5u.com 2020-09-09 22:07:49 more
  • asp.net網站作為websocket服務端的應用該如何寫

    最近被websocket的一個問題困擾了很久,有一個需求是在web網站中搭建websocket服務。客戶端通過網頁與服務器建立連接,然后服務器根據ip給客戶端網頁發送資訊。 其實,這個需求并不難,只是剛開始對websocket的內容不太了解。上網搜索了一下,有通過asp.net core 實作的、有 ......

    uj5u.com 2020-09-09 22:08:02 more
  • ASP.NET 開源匯入匯出庫Magicodes.IE Docker中使用

    Magicodes.IE在Docker中使用 更新歷史 2019.02.13 【Nuget】版本更新到2.0.2 【匯入】修復單列匯入的Bug,單元測驗“OneColumnImporter_Test”。問題見(https://github.com/dotnetcore/Magicodes.IE/is ......

    uj5u.com 2020-09-09 22:08:05 more
  • 在webform中使用ajax

    如果你用過Asp.net webform, 說明你也算是.NET 開發的老兵了。WEBform應該是2011 2013左右,當時還用visual studio 2005、 visual studio 2008。后來基本都用的是MVC。 如果是新開發的專案,估計沒人會用webform技術。但是有些舊版 ......

    uj5u.com 2020-09-09 22:08:50 more
  • iis添加asp.net網站,訪問提示:由于擴展配置問題而無法提供您請求的

    今天在iis服務器配置asp.net網站,遇到一個問題,記錄一下: 問題:由于擴展配置問題而無法提供您請求的頁面。如果該頁面是腳本,請添加處理程式。如果應下載檔案,請添加 MIME 映射。 WindowServer2012服務器,添加角色安裝完.netframework和iis之后,運行aspx頁面 ......

    uj5u.com 2020-09-09 22:10:00 more
  • WebAPI-處理架構

    帶著問題去思考,大家好! 問題1:HTTP請求和回傳相應的HTTP回應資訊之間發生了什么? 1:首先是最底層,托管層,位于WebAPI和底層HTTP堆疊之間 2:其次是 訊息處理程式管道層,這里比如日志和快取。OWIN的參考是將訊息處理程式管道的一些功能下移到堆疊下端的OWIN中間件了。 3:控制器處理 ......

    uj5u.com 2020-09-09 22:11:13 more
  • 微信門戶開發框架-使用指導說明書

    微信門戶應用管理系統,采用基于 MVC + Bootstrap + Ajax + Enterprise Library的技術路線,界面層采用Boostrap + Metronic組合的前端框架,資料訪問層支持Oracle、SQLServer、MySQL、PostgreSQL等資料庫。框架以MVC5,... ......

    uj5u.com 2020-09-09 22:15:18 more
  • WebAPI-HTTP編程模型

    帶著問題去思考,大家好!它是什么?它包含什么?它能干什么? 訊息 HTTP編程模型的核心就是訊息抽象,表示為:HttPRequestMessage,HttpResponseMessage.用于客戶端和服務端之間交換請求和回應訊息。 HttpMethod類包含了一組靜態屬性: private stat ......

    uj5u.com 2020-09-09 22:15:23 more
  • 部署WebApi隨筆

    一、跨域 NuGet參考Microsoft.AspNet.WebApi.Cors WebApiConfig.cs中配置: // Web API 配置和服務 config.EnableCors(new EnableCorsAttribute("*", "*", "*")); 二、清除默認回傳XML格式 ......

    uj5u.com 2020-09-09 22:15:48 more
最新发布
  • C#多執行緒學習(二) 如何操縱一個執行緒

    <a href="https://www.cnblogs.com/x-zhi/" target="_blank"><img width="48" height="48" class="pfs" src="https://pic.cnblogs.com/face/2943582/20220801082530.png" alt="" /></...

    uj5u.com 2023-04-19 09:17:20 more
  • C#多執行緒學習(二) 如何操縱一個執行緒

    C#多執行緒學習(二) 如何操縱一個執行緒 執行緒學習第一篇:C#多執行緒學習(一) 多執行緒的相關概念 下面我們就動手來創建一個執行緒,使用Thread類創建執行緒時,只需提供執行緒入口即可。(執行緒入口使程式知道該讓這個執行緒干什么事) 在C#中,執行緒入口是通過ThreadStart代理(delegate)來提供的 ......

    uj5u.com 2023-04-19 09:16:49 more
  • 記一次 .NET某醫療器械清洗系統 卡死分析

    <a href="https://www.cnblogs.com/huangxincheng/" target="_blank"><img width="48" height="48" class="pfs" src="https://pic.cnblogs.com/face/214741/20200614104537.png" alt="" /&g...

    uj5u.com 2023-04-18 08:39:04 more
  • 記一次 .NET某醫療器械清洗系統 卡死分析

    一:背景 1. 講故事 前段時間協助訓練營里的一位朋友分析了一個程式卡死的問題,回過頭來看這個案例比較經典,這篇稍微整理一下供后來者少踩坑吧。 二:WinDbg 分析 1. 為什么會卡死 因為是表單程式,理所當然就是看主執行緒此時正在做什么? 可以用 ~0s ; k 看一下便知。 0:000> k # ......

    uj5u.com 2023-04-18 08:33:10 more
  • SignalR, No Connection with that ID,IIS

    <a href="https://www.cnblogs.com/smartstar/" target="_blank"><img width="48" height="48" class="pfs" src="https://pic.cnblogs.com/face/u36196.jpg" alt="" /></a>...

    uj5u.com 2023-03-30 17:21:52 more
  • 一次對pool的誤用導致的.net頻繁gc的診斷分析

    <a href="https://www.cnblogs.com/dotnet-diagnostic/" target="_blank"><img width="48" height="48" class="pfs" src="https://pic.cnblogs.com/face/3115652/20230225090434.png" alt=""...

    uj5u.com 2023-03-28 10:15:33 more
  • 一次對pool的誤用導致的.net頻繁gc的診斷分析

    <a href="https://www.cnblogs.com/dotnet-diagnostic/" target="_blank"><img width="48" height="48" class="pfs" src="https://pic.cnblogs.com/face/3115652/20230225090434.png" alt=""...

    uj5u.com 2023-03-28 10:13:31 more
  • C#遍歷指定檔案夾中所有檔案的3種方法

    <a href="https://www.cnblogs.com/xbhp/" target="_blank"><img width="48" height="48" class="pfs" src="https://pic.cnblogs.com/face/957602/20230310105611.png" alt="" /></a&...

    uj5u.com 2023-03-27 14:46:55 more
  • C#/VB.NET:如何將PDF轉為PDF/A

    <a href="https://www.cnblogs.com/Carina-baby/" target="_blank"><img width="48" height="48" class="pfs" src="https://pic.cnblogs.com/face/2859233/20220427162558.png" alt="" />...

    uj5u.com 2023-03-27 14:46:35 more
  • 武裝你的WEBAPI-OData聚合查詢

    <a href="https://www.cnblogs.com/podolski/" target="_blank"><img width="48" height="48" class="pfs" src="https://pic.cnblogs.com/face/616093/20140323000327.png" alt="" /><...

    uj5u.com 2023-03-27 14:46:16 more