CN103729878A - 一种基于wpf的三维图形实现方法及三维文字实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于WPF的三维图形实现方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：设置要展示的数据的条件；步骤二：根据步骤一的条件从数据库中查出三维的轨迹点的坐标；步骤三：根据轨迹点的坐标信息生成三角形面；步骤四：根据轨迹点的坐标信息生成坐标网格；步骤五：通过对三角形面的缩放来实现对三维图形的缩放；步骤六：对三维图形进行旋转。本发明还公开了一种基于WPF的三维文字实现方法。本发明一种基于WPF的三维图形实现方法及三维文字实现方法通过将复杂图形、文字统一采用三角形表达的方式，提高了图形绘制的效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种三维图形实现方法，具体涉及一种基于WPF的三维图形实现方法，本发明还涉及一种基于WPF的三维文字实现方法。
背景技术
在WPF （Windows Presentation Foundation，微软针对图形图像的开发软件）技术中三维图形里，所有物体都被描述成为一系列三角形的集合。因为三角形是用来描述平面最小的几何体。根据它的材质和它与光线的角度，在场景中，渲染引擎可以计算出每一个三角形的颜色。
3D物体的一个表面称为一个网格(mesh)。一个网格被定义为许多3D点。这些点成为顶点(vertices)。这些顶点通过环绕方式连接起来来形成三角形。每一个三角形有个正面和反面，只有正面才会被渲染。三角形的正面可以通过点的环绕顺序来确定。
WPF的3D控件是在以上的基础上实现各种形状的封装，并增加了各个控件的特殊控制属性，方便技术人员利用控件快速的实现开发。
现有直接利用3D控件绘图虽然可以提高开发效率，但是在大数据量绘图（在场景中存在1万个以上的3D元素）时，绘图过程需要很长时间，而且在用户交互过程中图形变换速度不能达到可以接受的要求。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于WPF的三维图形实现方法和三维文字实现方法。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种基于WPF的三维图形实现方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：设置要展示的数据的条件；
步骤二：根据步骤一的条件从数据库中查出三维的轨迹点的坐标；
步骤三：根据轨迹点的坐标信息生成三角形面；
步骤四：根据轨迹点的坐标信息生成坐标网格；
步骤五：通过对三角形面的缩放来实现对三维图形的缩放；
步骤六：对三维图形进行旋转。
前述的一种基于WPF的三维图形实现方法，其特征在于，所述步骤三包括：根据需要设置三角形面的颜色，并通过WPF进行展示。
前述的一种基于WPF的三维图形实现方法，其特征在于，所述步骤四包括：所述坐标网格中设置有用于衡量网格大小的三维数字标尺。
前述的一种基于WPF的三维图形实现方法，其特征在于，所述步骤五包括：设置缩放因子，根据缩放因子的值的变化来相应地缩放三角形面。
前述的一种基于WPF的三维图形实现方法，其特征在于，通过按动键盘上的“+”键来相应地放大缩放因子的值，通过按动键盘上的“-”键来相应地缩小缩放因子的值。
前述的一种基于WPF的三维图形实现方法，其特征在于，设置旋转角度，通过旋转变换公式来对轨迹点进行旋转，从而实现对三维图形的旋转；所述旋转变换公式为：x1=cos(angle)*x-sin(angle)*y；y1=cos(angle)*y+sin(angle)*x；其中x，y为需要变换的轨迹点的坐标，x1，y1为变换后轨迹点的坐标，angle为旋转角度。
前述的一种基于WPF的三维图形实现方法，其特征在于，在三维图形的图形区域中按住鼠标按键然后移动鼠标，根据鼠标移动的轨迹来计算所述旋转角度。
前述的一种基于WPF的三维图形实现方法，其特征在于，所述步骤三包括：
步骤3a：设置轨迹点的半径；
步骤3b：在三维坐标中以坐标原点作为球心建立球面作为轨迹点；
步骤3c：设置轨迹点外观；
步骤3d：确定球面在三维空空间的位置，作坐标平移计算，得出新的空间坐标
步骤3e：根据步骤3a至步骤3d确定的参数，由WPF来绘制球面，使得球面在指定的位置，以指定的颜色来显示。
前述的一种基于WPF的三维图形实现方法，其特征在于，所述步骤四包括：
步骤4a：确定坐标网格线的半径；
步骤4b：根据要展现数据的范围来确定坐标线的长度；
步骤4c：设置坐标网格外观参数；
步骤4d：在三维坐标中建模；
步骤4e：作平移和旋转计算，得出新的空间坐标；
步骤4f：根据步骤4a至步骤4e确定的参数，由WPF来绘制网格线，进行三维图形展示。
一种基于WPF的三维文字实现方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：确定要展现的三维文字，由WPF计算出文字的长度和高度，由计算出的长度和高度在三维坐标中建立三维平面；
步骤二：把要展现的文字作为三维平面的填充；
步骤三：根据轨迹点的范围和坐标网格的位置，对填充了文字的三维平面作平移计算，得出新的空间坐标；
步骤四：由WPF绘制计算后的三维平面，使得指定的文字在指定的位置显示。
本发明的有益之处在于：本发明一种基于WPF的三维图形实现方法及三维文字实现方法通过将复杂图形、文字统一采用三角形表达的方式，提高了图形绘制的效率。
附图说明
图1是本发明一种基于WPF的三维图形实现方法的流程图；
图2是本发明一种基于WPF的三维图形实现方法步骤三的流程图；
图3是本发明一种基于WPF的三维图形实现方法步骤四的流程图；
图4是本发明一种基于WPF的三维文字实现方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
参照图1所示，本发明是利用计算机三维技术（WPF）来绘制空间中运动轨迹点的形成轨迹。以多条直线段构成的网格作为坐标，轨迹点全部展现在网格中，而网格的边缘某一侧有文字说明两条之间的距离，另有文字说明每一方向的直线代表的参数。生成的三维图形及坐标网格可以根据键盘或鼠标的操作作平移或旋转变换，以方便用户观看轨迹。
本发明用到的旋转变换公式：
x1=cos(angle)*x-sin(angle)*y;
y1=cos(angle)*y+sin(angle)*x;
其中x，y为需要变换点的坐标，x1，y1为变换后点的坐标，angle为旋转的角度。
本发明的技术方案包括如下步骤：
步骤一：设置要展示的数据的条件，本发明不限制要设置的数据条件的具体形式，设置条件目的是限制要展示的数据的范围；
步骤二：根据步骤一的条件从数据库中查出三维的轨迹点的坐标，这里的轨迹点为经过其他程序加工过的数据；
步骤三：根据轨迹点的坐标信息生成三角形面；
步骤四：根据轨迹点的坐标信息生成坐标网格；
步骤五：通过对三角形面的缩放来实现对三维图形的缩放；
步骤六：对三维图形进行旋转。
本发明中，优选根据轨迹点信息生成三角形的面，并根据需要设置三角面的颜色来通过WPF技术展示；
根据轨迹点信息的范围生成坐标网格，网格中有用于衡量网格大小的三维数字标尺。
按键盘上的“+”键或“-”键通过一定的缩放因子来缩放三角形面达到缩放三维图形的目的（这是一种用户事件）。
在图形区域中按住鼠标左键等鼠标按键然后移动数据，根据鼠标移动的轨迹来计算三维图形转动的角度（这是一种用户事件）。
在进行旋转时，设置旋转角度，通过旋转变换公式来对轨迹点进行旋转，从而实现对三维图形的旋转；旋转变换公式为：x1=cos(angle)*x-sin(angle)*y；y1=cos(angle)*y+sin(angle)*x；其中x，y为需要变换的轨迹点的坐标，x1，y1为变换后轨迹点的坐标，angle为旋转角度。
图2是本发明一种基于WPF的三维图形实现方法步骤三的流程图。图2显示的是轨迹点生成的过程。
轨迹点是以半径较小的球面来展现的（以面代体）。可以根据如下几步进行：
步骤3a：设置轨迹点的半径；
步骤3b：在三维坐标中以坐标原点作为球心建立球面作为轨迹点；
步骤3c：设置轨迹点外观，如颜色或者图片作为球面的图案；
步骤3d：确定球面在三维空空间的位置，作坐标平移计算，得出新的空间坐标
步骤3e：根据步骤3a至步骤3d确定的参数，由WPF来绘制球面，使得球面在指定的位置，以指定的颜色来显示。
图3是本发明一种基于WPF的三维图形实现方法步骤四的流程图。图3显示的是如何生成坐标网格。由于坐标网格是多条线，现以一条线的生成来描述。坐标网格线以半径较小的柱面来展现。其包括如下几步：
步骤4a：确定坐标网格线的半径；
步骤4b：根据要展现数据的范围来确定坐标线的长度；
步骤4c：设置坐标网格外观参数，下面以设置的网格的外观参数为网格线的颜色举例；
步骤4d：在三维坐标中建模，这里的建模是指在三维坐标中建立柱面；
步骤4e：作平移和旋转计算，得出新的空间坐标，在这里，根据网格线代表的是x、y或z轴作旋转和平移计算，得出新的空间坐标；
步骤4f：根据步骤4a至步骤4e确定的参数，由WPF来绘制网格线，进行三维图形展示，即由WPF来绘制网格线，使得网格线在指定的位置，以指定的颜色来显示。
如图4所示，下面阐述一种基于WPF的三维文字实现方法包括如下步骤：
步骤一：确定要展现的三维文字，由WPF计算出文字的长度和高度，由计算出的长度和高度在三维坐标中建立三维平面；
步骤二：把要展现的文字作为三维平面的填充；
步骤三：根据轨迹点的范围和坐标网格的位置，对填充了文字的三维平面作平移计算，得出新的空间坐标；
步骤四：由WPF绘制计算后的三维平面，使得指定的文字在指定的位置显示。
本发明的关键点为将相应图形及文字转换为三角形表达方法，本发明通过将复杂图形、文字统一采用三角形表达的方式，提高了图形绘制的效率。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于WPF的三维图形实现方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：设置要展示的数据的条件；
步骤二：根据步骤一的条件从数据库中查出三维的轨迹点的坐标；
步骤三：根据轨迹点的坐标信息生成三角形面；
步骤四：根据轨迹点的坐标信息生成坐标网格；
步骤五：通过对三角形面的缩放来实现对三维图形的缩放；
步骤六：对三维图形进行旋转。
2.根据权利要求1所述的一种基于WPF的三维图形实现方法，其特征在于，所述步骤三包括：根据需要设置三角形面的颜色，并通过WPF进行展示。
3.根据权利要求2所述的一种基于WPF的三维图形实现方法，其特征在于，所述步骤四包括：所述坐标网格中设置有用于衡量网格大小的三维数字标尺。
4.根据权利要求3所述的一种基于WPF的三维图形实现方法，其特征在于，所述步骤五包括：设置缩放因子，根据缩放因子的值的变化来相应地缩放三角形面。
5.根据权利要求4所述的一种基于WPF的三维图形实现方法，其特征在于，通过按动键盘上的“+”键来相应地放大缩放因子的值，通过按动键盘上的“-”键来相应地缩小缩放因子的值。
6.根据权利要求5所述的一种基于WPF的三维图形实现方法，其特征在于，设置旋转角度，通过旋转变换公式来对轨迹点进行旋转，从而实现对三维图形的旋转；所述旋转变换公式为：x1=cos(angle)*x-sin(angle)*y；y1=cos(angle)*y+sin(angle)*x；其中x，y为需要变换的轨迹点的坐标，x1，y1为变换后轨迹点的坐标，angle为旋转角度。
7.根据权利要求6所述的一种基于WPF的三维图形实现方法，其特征在于，在三维图形的图形区域中按住鼠标按键然后移动鼠标，根据鼠标移动的轨迹来计算所述旋转角度。
8.根据权利要求7所述的一种基于WPF的三维图形实现方法，其特征在于，所述步骤三包括：
步骤3a：设置轨迹点的半径；
步骤3b：在三维坐标中以坐标原点作为球心建立球面作为轨迹点；
步骤3c：设置轨迹点外观；
步骤3d：确定球面在三维空空间的位置，作坐标平移计算，得出新的空间坐标
步骤3e：根据步骤3a至步骤3d确定的参数，由WPF来绘制球面，使得球面在指定的位置，以指定的颜色来显示。
9.根据权利要求8所述的一种基于WPF的三维图形实现方法，其特征在于，所述步骤四包括：
步骤4a：确定坐标网格线的半径；
步骤4b：根据要展现数据的范围来确定坐标线的长度；
步骤4c：设置坐标网格外观参数；
步骤4d：在三维坐标中建模；
步骤4e：作平移和旋转计算，得出新的空间坐标；
步骤4f：根据步骤4a至步骤4e确定的参数，由WPF来绘制网格线，进行三维图形展示。
10.一种基于WPF的三维文字实现方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：确定要展现的三维文字，由WPF计算出文字的长度和高度，由计算出的长度和高度在三维坐标中建立三维平面；
步骤二：把要展现的文字作为三维平面的填充；
步骤三：根据轨迹点的范围和坐标网格的位置，对填充了文字的三维平面作平移计算，得出新的空间坐标；
步骤四：由WPF绘制计算后的三维平面，使得指定的文字在指定的位置显示。
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