Oblicz punkt wzdłuż linii A-B w danej odległości od A
Idę dość szalenie, aby obliczyć punkt wzdłuż danej linii A-B, w danej odległości od A, tak że mogę „narysować” linię między dwoma punktami. Na początku brzmiało to dość prosto, ale nie wydaje mi się, żeby to było właściwe. Co gorsza, nie rozumiem, gdzie się pomyliłem. Geometria (i ogólnie matematyka) NIE jest moim silnym pakietem.
Przeczytałem podobne pytania i odpowiedzi na temat SO. W rzeczywistości podniosłem moją obecną implementację funkcji CalculatePoint bezpośrednio zMads Elvheimodpowiedź na:Biorąc pod uwagę punkt początkowy i końcowy oraz odległość, oblicz punkt wzdłuż linii (plus poprawka w późniejszym komentarzu - jeśli dobrze go rozumiem), ponieważ moje niezależne próby rozwiązania problemu nigdzie mnie nie doprowadziły, z wyjątkiem pierwszej klasy ekspresowego biletu na ląd.
Oto mojaAKTUALIZOWANY kod (zobacz EDYT zauważa spód postu):
using System;
using System.Drawing;
using System.Windows.Forms;
namespace DrawLines
{
public class MainForm : Form
{
// =====================================================================
// Here's the part I'm having trouble with. I don't really understand
// how this is suposed to work, so I can't seem to get it right!
// ---------------------------------------------------------------------
// A "local indirector" - Just so I don't have go down and edit the
// actual call everytime this bluddy thing changes names.
private Point CalculatePoint(Point a, Point b, int distance) {
return CalculatePoint_ByAgentFire(a, b, distance);
}
#region CalculatePoint_ByAgentFire
//AgentFire: Better approach (you can rename the struct if you need):
struct Vector2
{
public readonly double X;
public readonly double Y;
public Vector2(double x, double y) {
this.X = x;
this.Y = y;
}
public static Vector2 operator -(Vector2 a, Vector2 b) {
return new Vector2(b.X - a.X, b.Y - a.Y);
}
public static Vector2 operator *(Vector2 a, double d) {
return new Vector2(a.X * d, a.Y * d);
}
public override string ToString() {
return string.Format("[{0}, {1}]", X, Y);
}
}
// For getting the midpoint you just need to do the (a - b) * d action:
//static void Main(string[] args)
//{
// Vector2 a = new Vector2(1, 1);
// Vector2 b = new Vector2(3, 1);
// float distance = 0.5f; // From 0.0 to 1.0.
// Vector2 c = (a - b) * distance;
// Console.WriteLine(c);
//}
private Point CalculatePoint_ByAgentFire(Point a, Point b, int distance) {
var vA = new Vector2(a.X, a.Y);
var vB = new Vector2(b.X, b.Y);
double lengthOfHypotenuse = LengthOfHypotenuseAsDouble(a,b);
double portionOfDistanceFromAtoB = distance / lengthOfHypotenuse;
var vC = (vA - vB) * portionOfDistanceFromAtoB;
Console.WriteLine("vC="+vC);
return new Point((int)(vC.X+0.5), (int)(vC.Y+0.5));
}
// Returns the length of the hypotenuse rounded to an integer, using
// Pythagoras' Theorem for right angle triangles: The length of the
// hypotenuse equals the sum of the square of the other two sides.
// Ergo: h = Sqrt(a*a + b*b)
private double LengthOfHypotenuseAsDouble(Point a, Point b) {
double aSq = Math.Pow(Math.Abs(a.X - b.X), 2); // horizontal length squared
double bSq = Math.Pow(Math.Abs(b.Y - b.Y), 2); // vertical length squared
return Math.Sqrt(aSq + bSq); // length of the hypotenuse
}
#endregion
//dbaseman: I thought something looked strange about the formula ... the question
//you linked was how to get the point at a distance after B, whereas you want the
//distance after A. This should give you the right answer, the start point plus
//distance in the vector direction.
//
// Didn't work as per: http://s1264.photobucket.com/albums/jj496/corlettk/?action=view¤t=DrawLinesAB-broken_zps069161e9.jpg
//
private Point CalculatePoint_ByDbaseman(Point a, Point b, int distance) {
// a. calculate the vector from a to b:
double vectorX = b.X - a.X;
double vectorY = b.Y - a.Y;
// b. calculate the length:
double magnitude = Math.Sqrt(vectorX * vectorX + vectorY * vectorY);
// c. normalize the vector to unit length:
vectorX /= magnitude;
vectorY /= magnitude;
// d. calculate and Draw the new vector, which is x1y1 + vxvy * (mag + distance).
return new Point(
(int)((double)a.X + vectorX * distance) // x = col
, (int)((double)a.Y + vectorY * distance) // y = row
);
}
// MBo: Try to remove 'magnitude' term in the parentheses both for X and for Y expressions.
//
// Didn't work as per: http://s1264.photobucket.com/albums/jj496/corlettk/?action=view¤t=DrawLinesAB-broken_zps069161e9.jpg
//
//private Point CalculatePoint_ByMBo(Point a, Point b, int distance) {
// // a. calculate the vector from a to b:
// double vectorX = b.X - a.X;
// double vectorY = b.Y - a.Y;
// // b. calculate the length:
// double magnitude = Math.Sqrt(vectorX * vectorX + vectorY * vectorY);
// // c. normalize the vector to unit length:
// vectorX /= magnitude;
// vectorY /= magnitude;
// // d. calculate and Draw the new vector, which is x1y1 + vxvy * (mag + distance).
// return new Point(
// (int)( ((double)a.X + vectorX * distance) + 0.5 )
// , (int)( ((double)a.X + vectorX * distance) + 0.5 )
// );
//}
// Didn't work
//private Point CalculatePoint_ByUser1556110(Point a, Point b, int distance) {
// Double magnitude = Math.Sqrt(Math.Pow(b.Y - a.Y, 2) + Math.Pow(b.X - a.X, 2));
// return new Point(
// (int)(a.X + distance * (b.X - a.X) / magnitude + 0.5)
// , (int)(a.Y + distance * (b.Y - a.Y) / magnitude + 0.5)
// );
//}
// didn't work
//private static Point CalculatePoint_ByCadairIdris(Point a, Point b, int distance) {
// // a. calculate the vector from a to b:
// double vectorX = b.X - a.X;
// double vectorY = b.Y - a.Y;
// // b. calculate the proportion of hypotenuse
// double factor = distance / Math.Sqrt(vectorX*vectorX + vectorY*vectorY);
// // c. factor the lengths
// vectorX *= factor;
// vectorY *= factor;
// // d. calculate and Draw the new vector,
// return new Point((int)(a.X + vectorX), (int)(a.Y + vectorY));
//}
// Returns a point along the line A-B at the given distance from A
// based on Mads Elvheim's answer to:
// https://stackoverflow.com/questions/1800138/given-a-start-and-end-point-and-a-distance-calculate-a-point-along-a-line
private Point MyCalculatePoint(Point a, Point b, int distance) {
// a. calculate the vector from o to g:
double vectorX = b.X - a.X;
double vectorY = b.Y - a.Y;
// b. calculate the length:
double magnitude = Math.Sqrt(vectorX * vectorX + vectorY * vectorY);
// c. normalize the vector to unit length:
vectorX /= magnitude;
vectorY /= magnitude;
// d. calculate and Draw the new vector, which is x1y1 + vxvy * (mag + distance).
return new Point(
(int)(((double)a.X + vectorX * (magnitude + distance)) + 0.5) // x = col
, (int)(((double)a.Y + vectorY * (magnitude + distance)) + 0.5) // y = row
);
}
// =====================================================================
private const int CELL_SIZE = 4; // width and height of each "cell" in the bitmap.
private readonly Bitmap _bitmap; // to draw on (displayed in picBox1).
private readonly Graphics _graphics; // to draw with.
// actual points on _theLineString are painted red.
private static readonly SolidBrush _thePointBrush = new SolidBrush(Color.Red);
// ... and are labeled in Red, Courier New, 12 point, Bold
private static readonly SolidBrush _theLabelBrush = new SolidBrush(Color.Red);
private static readonly Font _theLabelFont = new Font("Courier New", 12, FontStyle.Bold);
// the interveening calculated cells on the lines between actaul points are painted Black.
private static readonly SolidBrush _theLineBrush = new SolidBrush(Color.Black);
// the points in my line-string.
private static readonly Point[] _theLineString = new Point[] {
// x, y
new Point(170, 85), // A
new Point( 85, 70), // B
//new Point(209, 66), // C
//new Point( 98, 120), // D
//new Point(158, 19), // E
//new Point( 2, 61), // F
//new Point( 42, 177), // G
//new Point(191, 146), // H
//new Point( 25, 128), // I
//new Point( 95, 24) // J
};
public MainForm() {
InitializeComponent();
// initialise "the graphics system".
_bitmap = new Bitmap(picBox1.Width, picBox1.Height);
_graphics = Graphics.FromImage(_bitmap);
picBox1.Image = _bitmap;
}
#region actual drawing on the Grpahics
private void DrawCell(int x, int y, Brush brush) {
_graphics.FillRectangle(
brush
, x * CELL_SIZE, y * CELL_SIZE // x, y
, CELL_SIZE, CELL_SIZE // width, heigth
);
}
private void DrawLabel(int x, int y, char c) {
string s = c.ToString();
_graphics.DrawString(
s, _theLabelFont, _theLabelBrush
, x * CELL_SIZE + 5 // x
, y * CELL_SIZE - 8 // y
);
}
// ... there should be no mention of _graphics or CELL_SIZE below here ...
#endregion
#region draw points on form load
private void MainForm_Load(object sender, EventArgs e) {
DrawPoints();
}
// draws and labels each point in _theLineString
private void DrawPoints() {
char c = 'A'; // label text, as a char so we can increment it for each point.
foreach ( Point p in _theLineString ) {
DrawCell(p.X, p.Y, _thePointBrush);
DrawLabel(p.X, p.Y, c++);
}
}
#endregion
#region DrawLines on button click
private void btnDrawLines_Click(object sender, EventArgs e) {
DrawLinesBetweenPointsInTheString();
}
// Draws "the lines" between the points in _theLineString.
private void DrawLinesBetweenPointsInTheString() {
int n = _theLineString.Length - 1; // one less line-segment than points
for ( int i = 0; i < n; ++i )
Draw(_theLineString[i], _theLineString[i + 1]);
picBox1.Invalidate(); // tell the graphics system that the picture box needs to be repainted.
}
// Draws all the cells along the line from Point "a" to Point "b".
private void Draw(Point a, Point b) {
int maxDistance = LengthOfHypotenuse(a, b);
for ( int distance = 1; distance < maxDistance; ++distance ) {
var point = CalculatePoint(a, b, distance);
DrawCell(point.X, point.X, _theLineBrush);
}
}
// Returns the length of the hypotenuse rounded to an integer, using
// Pythagoras' Theorem for right angle triangles: The length of the
// hypotenuse equals the sum of the square of the other two sides.
// Ergo: h = Sqrt(a*a + b*b)
private int LengthOfHypotenuse(Point a, Point b) {
double aSq = Math.Pow(Math.Abs(a.X - b.X), 2); // horizontal length squared
double bSq = Math.Pow(Math.Abs(b.Y - b.Y), 2); // vertical length squared
return (int)(Math.Sqrt(aSq + bSq) + 0.5); // length of the hypotenuse
}
#endregion
#region Windows Form Designer generated code
/// <summary>
/// Required method for Designer support - do not modify
/// the contents of this method with the code editor.
/// </summary>
private void InitializeComponent() {
this.picBox1 = new System.Windows.Forms.PictureBox();
this.btnDrawLines = new System.Windows.Forms.Button();
((System.ComponentModel.ISupportInitialize)(this.picBox1)).BeginInit();
this.SuspendLayout();
//
// picBox1
//
this.picBox1.Dock = System.Windows.Forms.DockStyle.Fill;
this.picBox1.Location = new System.Drawing.Point(0, 0);
this.picBox1.Name = "picBox1";
this.picBox1.Size = new System.Drawing.Size(1000, 719);
this.picBox1.TabIndex = 0;
this.picBox1.TabStop = false;
//
// btnDrawLines
//
this.btnDrawLines.Location = new System.Drawing.Point(23, 24);
this.btnDrawLines.Name = "btnDrawLines";
this.btnDrawLines.Size = new System.Drawing.Size(77, 23);
this.btnDrawLines.TabIndex = 1;
this.btnDrawLines.Text = "Draw Lines";
this.btnDrawLines.UseVisualStyleBackColor = true;
this.btnDrawLines.Click += new System.EventHandler(this.btnDrawLines_Click);
//
// MainForm
//
this.AutoScaleDimensions = new System.Drawing.SizeF(6F, 13F);
this.AutoScaleMode = System.Windows.Forms.AutoScaleMode.Font;
this.ClientSize = new System.Drawing.Size(1000, 719);
this.Controls.Add(this.btnDrawLines);
this.Controls.Add(this.picBox1);
this.Location = new System.Drawing.Point(10, 10);
this.MinimumSize = new System.Drawing.Size(1016, 755);
this.Name = "MainForm";
this.SizeGripStyle = System.Windows.Forms.SizeGripStyle.Hide;
this.StartPosition = System.Windows.Forms.FormStartPosition.Manual;
this.Text = "Draw Lines on a Matrix.";
this.Load += new System.EventHandler(this.MainForm_Load);
((System.ComponentModel.ISupportInitialize)(this.picBox1)).EndInit();
this.ResumeLayout(false);
}
private System.Windows.Forms.PictureBox picBox1;
private System.Windows.Forms.Button btnDrawLines;
#endregion
}
}
Przepraszam, jeśli to trochę za długo, ale to jestSSCCE ekshumowany z mojego prawdziwego projektu, który jest realizacją* Najkrótszy algorytm trasy uruchomićMazeOfBolton... czyli biegacz labiryntu.
To, co chcę zrobić, to wstępnie obliczyć „ogrodzenie” (tzn. Buforowane)MBR) wokół dwóch podanych punktów (początek i cel) w labiryncie (matrycy), tak że wszystkie punkty w obrębie „ogrodzenia” znajdują się w określonej odległości od „linii prostej między dwoma punktami”, aby szybko wyeliminować setki - tysięcy możliwych ścieżek, które odchodzą od celu.
Zwróć uwagę, że to wyzwanie programowe zostało zamknięte przed laty, więc tutaj nie ma problemu z „konkurencyjnym plagerizmem”. Nie, to nie jest praca domowa, w rzeczywistości jestem profesjonalnym programistą ... Jestem po prostu WAAAAY poza moją strefą komfortu, nawet przy stosunkowo prostej geometrii. Westchnienie.
Więc ... Czy ktoś może mi dać jakieś wskazówki, które pomogą mi uzyskać funkcję CalculatePointpoprawnie: Oblicz punkt wzdłuż linii A-B w danej odległości od A?
Z góry dziękuję za hojność ... nawet w czytaniu tak daleko.
Twoje zdrowie. Keith.
EDYTOWAĆ: Właśnie zaktualizowałem opublikowany kod źródłowy, ponieważ:
(1) Właśnie zrozumiałem, że nie jest samowystarczalny. Zapomniałem o oddzielnym formularzu głównym.Projektant.cs plik, który dodałem do dolnej części opublikowanego kodu.
(2) Najnowsza wersja zawiera to, co próbowałem do tej pory, z linkiem do photobucketu do obrazu tego, jak każda awaria wygląda ... i wszystkie są takie same. Huy? WTF?
Przypuszczam, że mój problem może występować gdzie indziej, na przykład w niektórych funkcyjnych ustawieniach formularzy okien, które wcześniej były pominięte przez wszystkich innych, ponieważ zapomniałem opublikować kod wygenerowany przez projektanta ... Z wyjątkiem everythingelse (w moim rzeczywistym projekcie) maluje dokładnie tam, gdzie się tego spodziewa dlaczego więc punkt obliczeniowy miałby być inny. Nie wiem!?!?!? Jestem dość sfrustrowany i jestem zepsuty, więc myślę, że zostawię to na kolejny dzień ;-)
Pokazuje, jak często nie doceniamy, ile wysiłku potrzeba, aby komputer zrobił Cokolwiek ... nawet narysuj prostą linię ... to nawet nie jest krzywa, nie mówiąc już o wielkim okręgu lub poprzecznym mercatorze czy czymkolwiek fantazyjne ... po prostu prosta bluddy linia??!?!? ;-)
DUŻE Dziękujemy wszystkim, którzy wysłali!Jeszcze raz wiwaty. Keith.