螺旋进度条控件开发指南

螺旋进度条控件是一种用于.NET Windows Forms应用程序的创新控件,它以螺旋线的形式展示进度。本文将详细介绍如何使用这种控件,包括其背后的数学原理、配置选项以及如何将其集成到项目中。

当前版本为1.1.0,使用了最新的SimpleWidgets2库,修复了当通过编程方式改变位置时标记不更新的问题,并支持.NET Framework 3.5、.NET Framework 6.4.2和.NET 6.0的编译。

螺旋进度条类

螺旋进度条类是一个.NET Windows Forms TrackBar控件的替代品,它以螺旋线的形式展示轨迹线。所有公共和受保护的类、方法和属性都使用标准的C#XML文档注释进行了完全的文档化。项目包括.chm和.mshc格式的帮助文件。更多关于如何使用类的详细信息,请参考帮助文件中的“概述”部分。

螺旋进度条1.1.0演示版下载包括:

  • GAW.SpiralTrackBar.Net462.dll - 为.NET Framework 4.6.2编译的库。
  • GAW.SimpleWidgets2.Net462.dll - 必需的SimpleWidgets2库。
  • GAW.SpiralTrackBar.ExplorerApp.Net462.exe - 演示所有螺旋进度条属性的示例应用程序。

螺旋进度条1.1.0库下载包括上述文件,以及.NET Framework 3.5和.NET 6.0的对应文件和.chm及.mshc格式的帮助文件。

螺旋进度条1.1.0源代码下载包括螺旋进度条控件和资源管理器应用程序的源代码以及构建帮助文件所需的文件。它不包括SimpleWidgets2库的源代码,该库在不同的项目中提供。

.NET 6.0的注意事项

Visual Studio2022中的Windows Forms设计器仅适用于.NET Framework,并且尚未为.NET 6.0提供。推荐的解决方法是创建一个.NET Framework 4.6.2项目,创建必要的GUI组件,然后将生成的WinForms代码复制到.NET 6.0项目中。

使用控件

可能的值范围从Minimum到Maximum,增量为StepSize。当前值由Value属性指定,当标记逆时针移动时增加,顺时针移动时减少。

轨迹线

轨迹线的大小和方向由StartAngle、Rotations、IndentStart和IndentStop属性决定。StartAngle是以度为单位,从x轴逆时针测量的角度。Rotations是轨迹线弧的长度(例如,1.5表示540度)。缩进值是相对于控件大小的,其中0.0定义为控件的中心,1.0是从控件中心到最近边缘的距离:

StartAngle = 0; // 从x轴开始的角度 Rotations = 1.5; // 轨迹线弧的长度 IndentStart = 0.1; // 起始缩进 IndentStop = 0.9; // 结束缩进

标记

标记指示轨迹线上的当前值。它可以通过鼠标拖动或编程方式移动。标记的形状由MarkerShape决定,边框由MarkerBorder决定,内部填充由MarkerFill决定。

MarkerShape = MarkerShapes.Ellipse; // 标记的形状 MarkerBorder = new Pen(Color.Black); // 标记的边框 MarkerFill = new SolidBrush(Color.Red); // 标记的填充

螺旋数学

本节解释了绘制螺旋、绘制刻度线和计算弧长的数学原理。在极坐标中,螺旋的方程为:

r = A + B * theta

其中r是中心的距离,theta是以弧度为单位,从x轴逆时针测量的角度。常数A和B取决于控件的大小、缩进值以及起始和停止角度:

B = m * (i1 - i2) / (r1 - r2) A = m * i1 - B * r1

其中:

  • m是控件宽度和高度的最小值
  • i1, i2是IndentStart、IndentStop成员
  • r1, r2是StartAngle、StopAngle成员(以弧度为单位)

将极坐标中的点转换为笛卡尔坐标的公式为:

x = r * cos(theta) y = r * sin(theta)

绘制刻度线时,需要计算螺旋的切线。极坐标中曲线上切线的一般方程为:

t = (r' * sin(theta) + r * cos(theta)) / (r' * cos(theta) - r * sin(theta))

其中r'是r的一阶导数。在螺旋的情况下:

r' = B

所以在螺旋上位置theta的刻度线的斜率m为:

m = -1 / t = (r * sin(theta) - B * cos(theta)) / (B * sin(theta) + r * cos(theta))

为了沿螺旋线等距放置刻度线,需要计算曲线的弧长。极坐标中曲线的弧长一般方程为:

L = integral(sqrt(r'^2 + r^2)) dtheta

这可以展开为:

L = integral(sqrt(B^2 + r^2)) dtheta = integral(sqrt(B^2 + (A + B * theta)^2)) dtheta

这个积分的复杂解来自于《数学手册》(第4版)(第562页 - 积分公式#242)。经过许多步骤(这里未显示),弧长的最终方程为:

L = (r * sqrt(B^2 + r^2)) / (2 * B) + (B * log(2 * B * (sqrt(B^2 + r^2) + r))) / 2

注意这个方程不能被反演。也就是说,没有函数f使得:

theta = f(L)

所以对于给定的弧长L找到theta的唯一方法是通过插值。

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