CN107492133A - 绘图应用系统及其辅助线绘制的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种绘图应用系统及其辅助线绘制的方法、计算机可读存储介质以及计算机设备，首先搜索几何结构中与绘制工具的当前悬停位置距离最近的点，若绘制工具的当前悬停位置与所述几何结构中距离所述绘制工具的当前悬停位置最近的点之间的距离小于预设阈值，则说明当前悬停位置离该最近的点距离很近，那么则将当前悬停位置捕获至所述最近的点的位置处，然后利用所述当前悬停位置绘制辅助线，无需手动对准需绘制点，减小了人工误差。

Description

绘图应用系统及其辅助线绘制的方法

技术领域

本发明涉及图像绘制技术领域，尤其涉及一种绘图应用系统及其辅助线绘制的方法、计算机可读存储介质以及计算机设备。

背景技术

多媒体教学设备作为一种教学工具广泛应用于教学领域。多媒体教学设备上除了安装拼写必备的办公软件外，还安装有绘图应用系统，例如数学教师用的几何绘图应用系统。

目前的绘图应用系统例如window系统中的“画图软件”，在为几何结构添加辅助线时，需要手动对准绘制点，误差较大。

发明内容

基于此，有必要针对绘图应用系统绘制几何结构的辅助线，需要手动对准绘制点，误差较大的问题，提供一种绘图应用系统的辅助线绘制的方法。

一种绘图应用系统的辅助线绘制的方法，包括以下步骤：

获取几何结构；

获取绘制工具的当前悬停位置；

获取所述几何结构中距离所述绘制工具的当前悬停位置最近的点；

若所述绘制工具的当前悬停位置与所述几何结构上距离最近的点小于预设阈值，则将所述绘制工具的当前悬停位置捕获至所述最近的点的位置处；

根据所述距离最近的点获取与所述距离最近的点相对应的点；

利用所述绘制工具的当前悬停位置以及所述相对应的点绘制辅助线。

还提供一种绘图应用系统，包括：

几何结构获取模块，用于获取几何结构；

当前悬停位置获取模块，用于获取绘制工具的当前悬停位置；

最近点获取模块，用于获取所述几何结构中距离所述绘制工具的当前悬停位置最近的点；

捕获模块，用于若所述绘制工具的当前悬停位置与所述几何结构上距离最近的点小于预设阈值，则将所述绘制工具的当前悬停位置捕获至所述最近的点的位置处；

辅助点获取模块，用于根据所述最近的点获取与所述最近的点相对应的点；

辅助线绘制模块，用于利用所述绘制工具的当前悬停位置以及所述相对应的点绘制辅助线。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。

一种计算机设备，包括处理器、存储器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上所述方法的步骤。

上述绘图应用系统及其辅助线绘制方法、计算机可读存储介质、计算机设备，首先搜索几何结构中与绘制工具的当前悬停位置距离最近的点，若绘制工具的当前悬停位置与所述几何结构中距离所述绘制工具的当前悬停位置最近的点之间的距离小于预设阈值，则说明当前悬停位置离所述最近的点很近，那么则将当前悬停位置捕获至所述最近的点的位置处，然后利用当前悬停位置绘制辅助线，无需手动对准需绘制点，减小了人工误差。

附图说明

图1为本发明的一种绘图应用系统的辅助线绘制的方法的流程示意图；

图2为一个具体实施例中的四边形顶点绘制点捕获示意图；

图3为图2中的四边形对角辅助线绘制示意图；

图4为一个具体实施例中的四边形中点绘制点捕获示意图；

图5为图4中的四边形中线辅助线绘制示意图；

图6为一个具体实例中的四边形垂直辅助线绘制示意图；

图7为一个具体实例中的四边形线上绘制点捕获示意图；

图8为一个具体实例中的圆上绘制点捕获示意图；

图9为一个具体实例中的圆的切线辅助线捕获示意图；

图10为另一个具体实例中的圆的切线辅助线捕获示意图；

图11为再一个具体实例中的圆的切线辅助线捕获示意图；

图12本发明的一种绘图应用系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，图1为本发明的一种绘图应用系统的辅助线绘制方法的流程示意图。

本实施方式的绘图应用系统的辅助线绘制的方法，可包括以下步骤：

S11：获取几何结构；

S12：获取绘制工具的当前悬停位置；

S13：获取所述几何结构中距离所述绘制工具的当前悬停位置最近的点；

S14：若所述绘制工具的当前悬停位置与所述几何结构上距离最近的点小于预设阈值，则将所述绘制工具的当前悬停位置捕获至所述最近的点的位置处；

S15：根据所述距离最近的点获取与所述距离最近的点相对应的点；

S16：利用所述绘制工具的当前悬停位置以及所述相对应的点绘制辅助线。

本实施方式，首先搜索几何结构中与绘制工具的当前悬停位置距离最近的点，若绘制工具的当前悬停位置与所述几何结构中距离所述绘制工具的当前悬停位置最近的点之间的距离小于预设阈值，则说明当前悬停位置离该最近的点很近，那么则将当前悬停位置捕获至所述最近的点的位置处，然后利用所述当前悬停位置绘制辅助线，无需手动对准需绘制点，减小了人工误差。

其中，绘制工具可为一个悬浮的点，也可为悬浮的十字线，也可为光标，用于捕获用来绘制辅助线的辅助点。将绘制工具的当前悬停位置捕获至对应位置后，可对绘制工具的当前悬停位置进行标记，以便于直观掌握绘制工具的当前悬停位置的动态。

几何结构可包括多边形结构和/或曲线结构，例如圆，对于多边形结构，通常有对角线、垂线、中线等辅助线需绘制，对于圆，一般需绘制切线等辅助线。

在一个实施例中，获取绘制的几何结构之后，可包括以下步骤：

识别所述几何结构，若获取的几何结构包括多边形结构，则获取所述多边形结构的顶点；

遍历所述多边形结构的顶点，计算所述绘制工具的当前悬停位置与各个顶点的距离，获取与所述绘制工具的当前悬停位置距离最近的顶点；

若所述距离最近的顶点与所述绘制工具的当前悬停位置距离小于第一预设阈值，则将所述绘制工具的当前悬停位置捕获至所述距离最近的顶点的位置处；

获取与所述距离最近的顶点非相邻的顶点；

利用所述绘制工具的当前悬停位置以及所述非相邻的顶点绘制第一辅助线。

例如，请参阅图2，几何结构为四边形，当前悬停位置与四边形的93度角对应的顶点距离最近，并且它们之间的距离小于第一预设阈值，例如小于1毫米。其中，第一预设距离可根据需要设置。

73度角对应的顶点以及105度角对应的顶点是距离当前悬停位置最近的顶点的相邻顶点，89度角是距离当前悬停位置最近的顶点的非相邻顶点(对角上的顶点)，故将当前悬停位置捕获至93度角对应的顶点后，即可绘制如图3所示的对角辅助线。

若多边形上的与当前悬停位置距离最近的顶点，与当前悬停位置的距离范围不在第一预设阈值范围内，说明它们之间离得较远。在其中一个实施例中，若所述距离最近的顶点与所述绘制工具的当前悬停位置距离大于或等于第一预设阈值，则获取所述多边形结构中各条边的中点；

遍历各条边的中点，计算所述绘制工具的当前悬停位置与各条边中点的距离，获取与所述绘制工具的当前悬停位置距离最近的中点；

若所述绘制工具的当前悬停位置与所述距离最近的中点的距离小于第二预设距离，则将所述绘制工具的当前悬停位置捕获至所述距离最近的中点的位置处；

在所述多边形结构中，除所述距离最近的中点外，获取其他任意一条边上的中点；

利用所述绘制工具的当前悬停位置以及所述其中任意一条边上的中点，绘制第二辅助线。

例如，请参阅图4，当前悬停位置离四边形上一条边上的中点距离最近，并且当前悬停位置与该距离最近的中点之间的距离小于第二预设阈值，那么很可能该距离最近的中点很可能是当前悬停位置的期望位置，那么将当前悬停位置捕获至该距离最近的中点的位置处。然后获取该四边形上的其他任意一条边的中点，利用距离最近的中点的位置处的当前悬停位置与选中的中点绘制如图5所示的中线辅助线。

当前悬停位置也可能既不在多边形顶点附近，也不在多边形中点附近。在其中一个实施例中，

若所述距离最近的中点与所述绘制工具的当前悬停位置距离大于或等于所述第一预设阈值，则生成临时绘制指令；

根据所述临时绘制指令，利用所述绘制工具的当前悬停位置与第一随机点绘制临时辅助线，并构建临时向量；

搜索所述多边形结构中各条边上的点，若存在与所述临时辅助线重合的交点，则提取所述交点所在的多边形结构的边；

获取所述临时辅助线与所述多边形结构的边的夹角，计算所述夹角与90度的差值，若所述差值小于或等于第三预设阈值，则将所述绘制工具的当前悬停位置捕获至所述交点的位置处，并通过所述多边形结构的边上的两个顶点构建向量；

以所述绘制工具的当前悬停位置为中心，将所述向量旋转90度，形成垂直向量，并令所述垂直向量的长度等于所述临时向量的长度，令所述垂直向量为第三辅助线。

如图6所示的四边形，获取四边形的线列表L，当前悬停位置与一随机点作为临时辅助线，将绘制的临时辅助线以及多边形的各条边也放入该线列表L中。绘制工具的当前悬停位置既不在多边形顶点附近，也不在多边形中点附近，那么选取一个随机点，利用当前悬停位置与该随机点绘制一条临时辅助线，并构建当前悬停位置M与该随机点P的临时向量MP，如果向量MP与线列表L中的某条多边形边存在交点，则将当前悬停位置捕获至该交点的位置处，并提取交点所在的多边形的边，该多边形的边有两个顶点P1和P2，构建向量P1P2，然后将向量P1P2以在交点的位置处的当前悬停位置为中心，旋转90度，形成垂直向量(P1P2)’，并将向量MP的长度作为垂直向量(P1P2)’的长度。此时的垂直向量(P1P2)’即为该多边形的垂直辅助线。

可捕获绘制工具的当前悬停位置至多边形的线上某一点。请参阅图7，在一个实施例中，如果几何主体包括多边形和圆：遍历几何结构的线列表L，所述线列表中的线I的端点记为P1和P2，构建向量V1＝P2-P1，利用绘制工具的当前悬停位置M以及端点P2构建向量Vm，向量Vm＝P2-M，根据向量Vm和向量V1计算V1与Vm的夹角a，然后计算绘制工具的当前悬停位置M到线I的垂直距离L1＝Vm.Length*sin(a),Vm.Length表示向量V1的长度，a表示向量V1与向量Vm的夹角；如果M到线I的垂直距离L1在预设距离阈值范围内，则计算向量Vl的长度为Vm.Length*cos(a)，Vm.Length表示向量V1的长度，a表示向量V1与向量Vm的夹角。然后按照如下计算公式捕获绘制工具的当前悬停位置至对应位置(即如下公式计算的M坐标位置处)：

M＝Vl+P1；

其中，M表示绘制工具的当前悬停位置坐标，V1表示P1和P2构成的向量，P1表示线I的端点P1的坐标。

如果在线列表L中不存在可捕获点，那么可进一步计算圆上是否有可捕获点。请参阅图8，在其中一个实施例中，根据所述圆的圆心与所述绘制工具的当前悬停位置构建向量；若该向量的长度与所述圆的半径的差值小于或等于预设距离阈值，则将所述绘制工具的当前悬停位置捕获到所述圆上，如图8上的被标记的点即为捕获到圆上的当前悬停位置。

在一个实施例中，识别所述几何结构之后，包括以下步骤：

若所述几何结构包括圆，则根据所述绘制工具的当前悬停位置M以及第二随机点P绘制临时辅助线以及构建临时向量Vg,向量Vg＝P-M；

计算第二随机点P与圆心c的距离，若所述距离等于所述圆的半径，则将所述随机点与圆心构成的向量按顺时针方向旋转90度，形成向量V1，并且将所述随机点与圆心构成的向量按逆时针方向旋转90度，形成向量V2；

若所述向量V1与所述临时向量Vg的夹角小于或等于第五预设阈值，则将向量Vg的长度作为向量V1的长度，令所述向量V1为第四辅助线。按照如下公式捕获绘制工具的当前悬停位置至对应位置处(即如下公式计算的M坐标位置处)：

M＝P-V1；

其中，M表示绘制工具的当前悬停位置的坐标，P表示第二随机点的坐标。

若所述向量V1与所述向量Vg的夹角大于所述第五预设阈值，并且，所述向量V2与所述向量Vg的夹角小于或等于第五预设阈值，则将向量Vg的长度作为所述向量V2的长度，令所述向量V2为所述第四辅助线；

按照如下公式捕获绘制工具的当前悬停位置(即如下公式计算的M坐标位置处)：

M＝P-V2；

其中，M表示绘制工具的当前悬停位置的坐标，P表示第二随机点的坐标。

本实施例，第二随机点P与圆心c的距离相等，说明随机点P在圆上。如图9，第二随机点P为圆上被标记的点。图9中的切线为绘制的第四辅助线。

如果随机点不在圆上，在一个实施例中，若所述第二随机点与圆心的距离大于所述圆的半径，根据所述第二随机点以及所述绘制工具的当前悬停位置构建向量Vg,其中向量Vg＝P-M；P表示第二随机点的坐标，M表示绘制工具的当前悬停位置；

根据随机点以及圆心构建向量VP，则根据所述圆的半径计算随机点与圆心的比值，根据反余弦函数计算得角度a；

将向量Vg以第二随机点P为中心，分别按照顺时针以及逆时针旋转所述角度a，分别形成向量V1’和向量V2’，可根据向量V1’和向量V2’按照如下公式计算过第二随机点且与所述圆相切的切点P1，以及切点P2:

P1＝V1’+c，P2＝V2’+c；

P1表示第一切点坐标，P2表示第二切点坐标，V1’表示向量V1’，V2’表示向量V2’，c表示圆心坐标。

那么，可计算得第二随机点与第一切点P1以及第二切点P2构成的切线向量V3以及切线向量V4，其中，V3＝P-P1，V4＝P-P2。

若向量Vg与切线向量V3的夹角小于或等于第六阈值，则将向量Vg的长度作为切线向量V3的长度。例如，切线向量V3的长度原本等于3，向量Vg的长度等于2，若满足前述条件，则切线向量V3的长度等于2。

然后可按照如下公式计算绘制工具的当前悬停位置M(即如下公式计算的M坐标位置处)：

M＝P-V3

其中，M表示绘制工具的当前悬停位置的坐标，P表示第二随机点的坐标，V3表示切线向量V3。

若向量Vg与切线向量V4的夹角小于或等于第六阈值，则将向量Vg的长度作为切线向量V4的长度。例如，切线向量V4的长度原本等于3，向量Vg的长度等于2，若满足前述条件，则切线向量V4的长度等于2。

然后可按照如下公式计算绘制工具的当前悬停位置M(即如下公式计算的M坐标位置处)：

M＝P-V4

其中，M表示绘制工具的当前悬停位置的坐标，P表示第二随机点的坐标，V4表示切线向量V4；

将所述切线向量V3以及所述切线向量V4构成所述第四辅助线。

如图10和图11为切线向量V3以及切线向量V4构成的第四辅助线。

本发明还提出一种计算机可读存储介质以及计算机设备。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任意一个实施例中方法的步骤。

一种计算机设备，包括处理器、存储器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上任意一个实施例中方法的步骤。

所述计算机设备可为多媒体教学设备。

本发明还提出一种绘图应用系统。请参阅图12，图12为本发明的一种绘图应用系统的结构示意图。

本实施方式的绘图应用系统，包括：

几何结构获取模块10，用于获取几何结构；

当前悬停位置获取模块20，用于获取绘制工具的当前悬停位置；

最近点获取模块30，用于获取所述几何结构中距离所述绘制工具的当前悬停位置最近的点；

捕获模块40，用于若所述绘制工具的当前悬停位置与所述几何结构上距离最近的点小于预设阈值，则将所述绘制工具的当前悬停位置捕获至所述最近的点的位置处；

辅助点获取模块50，用于根据所述最近的点获取与所述最近的点相对应的点；

辅助线绘制模块60，用于利用所述绘制工具的当前悬停位置以及所述相对应的点绘制辅助线。

本发明的绘图应用系统与绘图应用系统的辅助线绘制方法一一对应，在上述绘图应用系统的辅助线绘制方法的实施例阐述的技术特征及其有益效果均适用于所述绘图应用系统的实施例中，特此声明。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能组合都进行描述，然而只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施例，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种绘图应用系统的辅助线绘制方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取几何结构；

获取绘制工具的当前悬停位置；

获取所述几何结构中距离所述绘制工具的当前悬停位置最近的点；

若所述绘制工具的当前悬停位置与所述最近的点小于预设阈值，则将所述绘制工具的当前悬停位置捕获至所述最近的点的位置处；

根据所述最近的点获取与所述最近的点相对应的点；

利用所述绘制工具的当前悬停位置以及所述相对应的点绘制辅助线。

2.根据权利要求1所述的绘图应用系统的辅助线绘制方法，其特征在于，获取绘制的几何结构之后，包括以下步骤：

识别所述几何结构，若获取的几何结构包括多边形结构，则获取所述多边形结构的顶点；

遍历所述多边形结构的顶点，计算所述绘制工具的当前悬停位置与各个顶点的距离，获取与所述绘制工具的当前悬停位置距离最近的顶点；

若所述距离最近的顶点与所述绘制工具的当前悬停位置距离小于第一预设阈值，则将所述绘制工具的当前悬停位置捕获至所述距离最近的顶点的位置处；

获取与所述距离最近的顶点非相邻的顶点；

利用所述绘制工具的当前悬停位置以及所述非相邻的顶点绘制第一辅助线。

3.根据权利要求2所述的绘图应用系统的辅助线绘制方法，其特征在于，

若所述距离最近的顶点与所述绘制工具的当前悬停位置距离大于或等于第一预设阈值，则获取所述多边形结构中各条边的中点；

遍历各条边的中点，计算所述绘制工具的当前悬停位置与各条边中点的距离，获取与所述绘制工具的当前悬停位置距离最近的中点；

若所述绘制工具的当前悬停位置与所述距离最近的中点的距离小于第二预设距离，则将所述绘制工具的当前悬停位置捕获至所述距离最近的中点的位置处；

在所述多边形结构中，除所述距离最近的中点外，获取其他任意一条边上的中点；

利用所述绘制工具的当前悬停位置以及所述其中任意一条边上的中点，绘制第二辅助线。

4.根据权利要求3所述的绘图应用系统的辅助线绘制方法，其特征在于，

若所述距离最近的中点与所述绘制工具的当前悬停位置距离大于或等于所述第一预设阈值，则生成临时绘制指令；

根据所述临时绘制指令，利用所述绘制工具的当前悬停位置与第一随机点绘制临时辅助线，以及构建临时向量；

搜索所述多边形结构中各条边上的点，若存在与所述临时辅助线重合的交点，则提取所述交点所在的多边形结构的边；

获取所述临时辅助线与所述多边形结构的边的夹角，计算所述夹角与90度的差值，若所述差值小于或等于第三预设阈值，则将所述绘制工具的当前悬停位置捕获至所述交点的位置处，并通过所述多边形结构的边上的两个顶点构建向量；

以所述绘制工具的当前悬停位置为中心，将所述向量旋转90度，形成垂直向量，并令所述垂直向量的长度等于所述临时向量的长度，将所述垂直向量作为第三辅助线。

5.根据权利要求2所述的绘图应用系统的辅助线绘制方法，其特征在于，识别所述几何结构之后，包括以下步骤：

若所述几何结构包括圆，则根据所述绘制工具的当前悬停位置以及第二随机点绘制临时辅助线，并构建临时向量；

计算所述第二随机点与所述圆的圆心的距离，若所述距离等于所述圆的半径，则将所述第二随机点与圆心构成的向量按顺时针方向旋转90度，形成向量V1，并且将所述第二随机点与圆心构成的向量按逆时针方向旋转90度，形成向量V2；

若所述向量V1与所述临时向量的夹角小于或等于第五预设阈值，则将所述临时向量的长度作为向量V1的长度，将所述向量V1作为第四辅助线；

按照如下公式捕获所述绘制工具的当前悬停位置至对应的位置：

M＝P-V1；

其中，M表示绘制工具的当前悬停位置的坐标，P表示第二随机点的坐标。

6.根据权利要求5所述的绘图应用系统的辅助线绘制方法，其特征在于，包括以下步骤：

若所述向量V1与所述临时向量的夹角大于所述第五预设阈值，并且，所述向量V2与所述临时向量的夹角小于或等于第五预设阈值，则将临时向量的长度作为所述向量V2的长度，将所述向量V2作为所述第四辅助线；

按照如下公式捕获绘制工具的当前悬停位置至对应的位置：

M＝P-V2；

其中，M表示绘制工具的当前悬停位置的坐标，P表示第二随机点的坐标。

7.根据权利要求5或6所述的绘图应用系统的辅助线绘制方法，其特征在于，

若所述第二随机点与圆心的距离大于所述圆的半径，根据所述第二随机点以及所述绘制工具的当前悬停位置构建向量Vg；

根据所述第二随机点以及圆心构建向量VP，计算所述圆的半径与向量VP长度的比值，根据反余弦函数计算得角度a；

将向量Vg以所述第二随机点为中心，分别按照顺时针以及逆时针旋转所述角度a，分别形成向量V1’和向量V2’，根据向量V1’和向量V2’计算过所述第二随机点且与所述圆相切的第一切点以及第二切点；

计算所述第二随机点分别与第一切点以及第二切点构成的切线向量V3以及切线向量V4；

若向量Vg与切线向量V3的夹角小于或等于第六阈值，并且若向量Vg与切线向量V4的夹角小于或等于第六阈值，则将向量Vg的长度作为切线向量V3的长度并将向量Vg的长度作为切线向量V4的长度；将所述切线向量V3以及所述切线向量V4构成所述第四辅助线。

8.一种绘图应用系统，其特征在于，包括：

几何结构获取模块，用于获取几何结构；

当前悬停位置获取模块，用于获取绘制工具的当前悬停位置；

最近点获取模块，用于获取所述几何结构中距离所述绘制工具的当前悬停位置最近的点；

捕获模块，用于若所述绘制工具的当前悬停位置与所述几何结构上距离最近的点小于预设阈值，则将所述绘制工具的当前悬停位置捕获至所述最近的点的位置处；

辅助点获取模块，用于根据所述最近的点获取与所述最近的点相对应的点；

辅助线绘制模块，用于利用所述绘制工具的当前悬停位置以及所述相对应的点绘制辅助线。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机设备，包括处理器、存储器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-7任一项所述方法的步骤。