<think>根据用户需求，我们需要创建
一个自定义控件，用于绘制误差曲线。具体要求如下：
1.坐标轴设置：X轴每100mm刻度，范围0-1000mm；Y轴范围±1，每0.2刻度，0在中间。
2.数据来源：根据PLC获取的理论长度与实际长度计算误差值（误差=实际-理论）。3.功能：
添加按钮导出为PNG，并确保线程安全（即绘图和导出操作在UI线程执行，数据更新可能来自其他线程需要同步）。
步骤：
1.创建自定义控件，继承自UserControl。
2.在控件上
添加一个按钮用于导出PNG。
3.使用Graphics对象进行绘图，包括坐标轴、刻度和曲线。
4.数据存储：使用线程安全的集合（如使用锁）来存储误差数据点（X位置，误差值）。
5.重写OnPaint方法进行绘图。
6.提供方法从外部更新数据（注意线程安全，使用Invoke如果需要更新UI）。
7.导出PNG功能：将当前绘制的图形保存为PNG文件。
注意：由于数据可能来自其他线程（如PLC数据采集线程），在更新数据时需要考虑线程同步，并在绘制时使用锁来保证数据的
一致性。
代码结构：-定义自定义控件类，比如叫ErrorCurveControl。
-
内部使用List<PointF>存储数据点（X位置，误差值）。注意：X位置对应0-1000mm，误差值在±1之间。
-使用
一个锁对象（如object）来同步对数据列表的访问。-在控件上
添加一个按钮，点击时触发保存为PNG文件。-重写OnPaint方法，绘制坐标轴、网格、刻度标签和曲线。
-提供
一个公共方法（如AddDataPoint）来
添加数据点，注意如果从非UI线程调用，需要使用Invoke来更新UI（即触发重绘）。
详细实现：1.初始化控件：-设置双缓冲（DoubleBuffered=true）减少闪烁。-
添加按钮，并设置其位置和事件。2.坐标轴绘制：- X轴：0-1000mm，每100mm
一个刻度，共11个刻度（0,100,...,1000）。-Y轴：-1到1，每0.2
一个刻度，共11个刻度（-1,-0.8,...,1）。-注意在控件上留出边距，用于绘制坐标轴标签。3.数据点转换：-将实际数据点（X:0-1000mm, Y:-1到1）转换为控件上的坐标点（考虑边距）。4.绘制曲线：-使用Graphics的DrawLines或DrawCurve方法绘制折线或曲线。
5.导出PNG：-创建
一个与控件大小相同的Bitmap，然后调用控件的DrawToBitmap方法，再保存为PNG。6.线程安全：-在更新数据列表时加锁，然后在绘制时也需要加锁（因为绘制时也要读取数据列表）。-在外部调用
添加数据点时，如果是在非UI线程，则需要使用Invoke来执行重绘（即调用Invalidate）。代码示例：
由于代码较长，我们分步骤实现。注意：以下代码为完整示例，但可能需要根据实际环境调整。```csharpusing System;
usingSystem.Collections.Generic;using System.ComponentModel;using System.Drawing;using System.Drawing.Drawing2D;
usingSystem.Drawing.Imaging;using System.IO;using System.Threading;using System.Windows.
Forms;
namespaceWin
FormsCustomControl{public partialclass ErrorCurveControl :UserControl{//数据存储：使用List<PointF>，X是位置（0-1000），Y是误差（-1到1）private List<PointF>dataPoints= newList<PointF>();privateobject dataLock =new object(); //用于同步数据访问//坐标轴设置private constfloat XMin =0;private constfloat XMax =1000;// mmprivate constfloat YMin =-1;private constfloat YMax =1;//边距private constint MarginLeft =50;privateconst intMarginRight=20;privateconst intMarginTop=20;privateconst intMarginBottom=40;//按钮private
ButtonbtnExport;publicErrorCurveControl(){InitializeComponent();this.DoubleBuffered= true; //双缓冲减少闪烁//初始化导出按钮btnExport= new
Button{Text= "导出PNG",Size= newSize(80,30),Location =new Point(10,10)};btnExport.Click+= BtnExport_Click;this.Controls.Add(btnExport);}privatevoid BtnExport_Click(objectsender,EventArgs e){using (SaveFileDialog saveFileDialog= newSaveFileDialog()){saveFileDialog.Filter= "PNG文件|*.png";if(saveFileDialog.ShowDialog() ==DialogResult.OK){//创建与控件相同大小的位图Bitmapbmp= newBitmap(this.Width,this.Height);this.DrawToBitmap(bmp, newRectangle(0,0, this.Width, this.Height));bmp.Save(saveFileDialog.FileName,Image
Format.Png);}}}//
添加数据点（线程安全）public voidAddDataPoint(floatposition,float error){//确保数据在范围内if(position< XMin ||position >XMax|| error< YMin ||error >YMax){//可以忽略或处理，这里忽略return;}lock(dataLock){dataPoints.Add(new PointF(position, error));//如果数据点过
多，可以限制历史点数}//触发重绘（考虑跨线程）if(this.InvokeRequired){this.Invoke(new Action(() =>this.Invalidate()));}else{this.Invalidate();}}protectedoverride voidOnPaint(PaintEventArgs e){base.OnPaint(e);Graphics g= e.Graphics;g.SmoothingMode= SmoothingMode.AntiAlias;//计算绘图区域（除去边距）Rectangle plotArea= newRectangle(MarginLeft,MarginTop,this.Width- MarginLeft -MarginRight,this.Height -MarginTop- MarginBottom);if(plotArea.Width <=0||plotArea.Height<=0)return;//绘制坐标轴DrawAxes(g,plotArea);//绘制数据点（需要加锁，因为可能在绘制时数据被修改）lock (dataLock){if (dataPoints.Count >0){//将数据点转换为绘图区域内的点List<PointF>points =new List<PointF>();foreach(vardataPointin dataPoints){floatx =plotArea.Left+ (dataPoint.X -XMin) /(XMax -XMin) *plotArea.Width;floaty =plotArea.Bottom- (dataPoint.Y -YMin) /(YMax -YMin) *plotArea.Height;points.Add(newPointF(x,y));}//绘制曲线using(Penpen =new Pen(Color.Blue,2)){g.DrawCurve(pen, points.ToArray());}}}}private voidDrawAxes(Graphics g, RectangleplotArea){//绘制坐标轴边框g.DrawRectangle(Pens.Black,plotArea);//绘制X轴刻度（每100mm）for(floatxVal= XMin;xVal<= XMax;xVal+=100){floatx =plotArea.Left+ (xVal- XMin)/ (XMax- XMin)* plotArea.Width;//刻度线g.DrawLine(Pens.Black,x,plotArea.Bottom, x, plotArea.Bottom +5);//刻度标签string label= xVal.ToString();SizeFlabelSize =g.MeasureString(label, this.Font);g.DrawString(label, this.Font,Brushes.Black, x- labelSize.Width /2, plotArea.Bottom +5);}//绘制Y轴刻度（每0.2）for(floatyVal= YMin;yVal<= YMax;yVal+=0.2f){float y= plotArea.Bottom -(yVal -YMin) /(YMax -YMin) *plotArea.Height;//刻度线g.DrawLine(Pens.Black, plotArea.Left -5, y, plotArea.Left,y);//刻度标签stringlabel =yVal.ToString("0.0");SizeF labelSize =g.MeasureString(label, this.Font);g.DrawString(label, this.Font,Brushes.Black, plotArea.Left -labelSize.Width-5,y -labelSize.Height/2);}//绘制坐标轴标签// X轴标签string xLabel ="位置(mm)";SizeF xLabelSize= g.MeasureString(xLabel, this.Font);g.DrawString(xLabel,this.Font, Brushes.Black,plotArea.Left+ (plotArea.Width- xLabelSize.Width) /2,plotArea.Bottom +5+ xLabelSize.Height);// Y轴标签string yLabel ="误差(mm)";SizeF yLabelSize= g.MeasureString(yLabel, this.Font);//旋转绘制（垂直）using(String
Format
format= newString
Format()){
format.Alignment =StringAlignment.Center;
format.LineAlignment= StringAlignment.Center;using(MatrixoldTrans
form= g.Trans
form){g.TranslateTrans
form(plotArea.Left -yLabelSize.Height-5,plotArea.Top+ plotArea.Height /2);g.RotateTrans
form(-90);g.DrawString(yLabel, this.Font,Brushes.Black,0,0,
format);g.Trans
form =oldTrans
form;}}}//清空数据publicvoid ClearData(){lock(dataLock){dataPoints.Clear();}this.Invalidate();}}}
```使用说明：
1.在窗体设计器中，将此控件拖放到窗体上。2.在外部（如从PLC读取数据的线程）调用AddDataPoint方法
添加数据点。例如：```csharp//模拟数据
添加privatevoid timer1_Tick(objectsender,EventArgs e){//假设当前位置position，误差errorfloatposition =...;//0-1000float error= ...; //-1到1errorCurveControl1.AddDataPoint(position,error);}```3.点击“导出PNG”按钮保存当前图像。注意事项：-此控件在绘制大量数据点时可能性能不足，可以考虑优化（如只绘制可见区域的数据点）。-数据点存储没有做上限，长时间运行可能导致内存增长，可
添加数据点数量限制（如只保留最近的1000个点）。以上代码实现了基本功能，但实际使用中可能需要根据具体需求调整坐标轴刻度、网格线、曲线样式等。
§§相关问题§§1.如何在Win
Forms中实现双缓冲绘图以避免闪烁？
2.如何优化自定义控件的性能以支持大量数据点的实时绘制？
3.在Win
Forms中如何安全地从
多线程更新UI控件？4.如何为自定义控件
添加设计时支持（如属性编辑器）？5.如何实现图表的缩放和平移功能？</think>### 自定义误差曲线绘图控件实现方案
下面是
一个完整的
C# Win
Forms自定义控件实现，满足您的需求：
```csharp
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Drawing;
using System.Drawing.Drawing2D;
using System.Drawing.Imaging;
using System.IO;
using System.Threading;
using System.Windows.
Forms;
namespace ErrorCurvePlotter
{
public partial class ErrorPlotControl : UserControl
{
// 坐标轴设置
private const float X_MIN = 0;
private const float X_MAX = 1000; // X轴范围0-1000mm
private const float Y_MIN = -1;
private const float Y_MAX = 1; // Y轴范围±1
// 绘图数据
private List<PointF> _dataPoints = new List<PointF>();
private readonly object _dataLock = new object(); // 数据锁保证线程安全
public ErrorPlotControl()
{
InitializeComponent();
DoubleBuffered = true; // 启用双缓冲减少闪烁
ResizeRedraw = true;
}
//
添加数据点（线程安全）
public void AddDataPoint(float theoretical, float actual)
{
// 计算误差值（实际值 - 理论值）
float error = actual - theoretical;
// 生成X位置（按顺序递增）
float position = _dataPoints.Count > 0 ?
Math.Min(_dataPoints[_dataPoints.Count - 1].X + 10, X_MAX) :
X_MIN;
lock (_dataLock)
{
_dataPoints.Add(new PointF(position, error));
// 保持合理的数据量
if (_dataPoints.Count > 1000)
_dataPoints.RemoveAt(0);
}
// 安全更新UI
if (InvokeRequired)
BeginInvoke(new Action(Invalidate));
else
Invalidate();
}
// 主绘图方法
protected override void OnPaint(PaintEventArgs e)
{
base.OnPaint(e);
Graphics g = e.Graphics;
g.SmoothingMode = SmoothingMode.AntiAlias;
// 计算绘图区域（减去边距）
Rectangle plotArea = new Rectangle(
50, // 左边距
30, // 上边距
Width - 80,
Height - 60
);
// 绘制坐标轴
DrawAxes(g, plotArea);
// 绘制数据点（线程安全访问）
lock (_dataLock)
{
if (_dataPoints.Count > 0)
{
using (Pen dataPen = new Pen(Color.Blue, 2))
{
// 转换数据点为屏幕坐标
List<PointF> screenPoints = new List<PointF>();
foreach (var pt in _dataPoints)
{
float x = plotArea.Left + (pt.X - X_MIN) / (X_MAX - X_MIN) * plotArea.Width;
float y = plotArea.Bottom - (pt.Y - Y_MIN) / (Y_MAX - Y_MIN) * plotArea.Height;
screenPoints.Add(new PointF(x, y));
}
// 绘制曲线
g.DrawCurve(dataPen, screenPoints.ToArray());
}
}
}
}
// 绘制坐标轴和网格
private void DrawAxes(Graphics g, Rectangle plotArea)
{
using (Pen axisPen = new Pen(Color.Black, 2))
using (Pen gridPen = new Pen(Color.LightGray, 1) { DashStyle = DashStyle.Dash })
using (SolidBrush textBrush = new SolidBrush(Color.Black))
{
// 绘制X轴
g.DrawLine(axisPen, plotArea.Left, plotArea.Bottom, plotArea.Right, plotArea.Bottom);
// 绘制Y轴（0在中间）
float yZero = plotArea.Bottom - (0 - Y_MIN) / (Y_MAX - Y_MIN) * plotArea.Height;
g.DrawLine(axisPen, plotArea.Left, plotArea.Top, plotArea.Left, plotArea.Bottom);
g.DrawLine(axisPen, plotArea.Left, yZero, plotArea.Right, yZero); // 零位线
// X轴刻度（每100mm）
for (float x = X_MIN; x <= X_MAX; x += 100)
{
float screenX = plotArea.Left + (x - X_MIN) / (X_MAX - X_MIN) * plotArea.Width;
// 刻度线
g.DrawLine(axisPen, screenX, plotArea.Bottom, screenX, plotArea.Bottom + 5);
// 网格线
g.DrawLine(gridPen, screenX, plotArea.Top, screenX, plotArea.Bottom);
// 刻度标签
string label = $"{x}mm";
SizeF textSize = g.MeasureString(label, Font);
g.DrawString(label, Font, textBrush,
screenX - textSize.Width / 2,
plotArea.Bottom + 10);
}
// Y轴刻度（每0.2）
for (float y = Y_MIN; y <= Y_MAX; y += 0.2f)
{
float screenY = plotArea.Bottom - (y - Y_MIN) / (Y_MAX - Y_MIN) * plotArea.Height;
// 刻度线
g.DrawLine(axisPen, plotArea.Left - 5, screenY, plotArea.Left, screenY);
// 网格线
if (y != 0) // 避免重复绘制零线
g.DrawLine(gridPen, plotArea.Left, screenY, plotArea.Right, screenY);
// 刻度标签
string label = $"{y:0.0}";
SizeF textSize = g.MeasureString(label, Font);
g.DrawString(label, Font, textBrush,
plotArea.Left - textSize.Width - 5,
screenY - textSize.Height / 2);
}
// 坐标轴标签
g.DrawString("位置 (mm)", Font, textBrush,
plotArea.Left + plotArea.Width / 2 - 30,
plotArea.Bottom + 30);
// 旋转绘制Y轴标签
using (String
Format
format = new String
Format())
{
format.Alignment = StringAlignment.Center;
format.LineAlignment = StringAlignment.Center;
using (Matrix oldTrans
form = g.Trans
form)
{
g.TranslateTrans
form(15, plotArea.Top + plotArea.Height / 2);
g.RotateTrans
form(-90);
g.DrawString("误差 (mm)", Font, textBrush, 0, 0,
format);
g.Trans
form = oldTrans
form;
}
}
}
}
// 导出为PNG（线程安全）
public void ExportToPng(string filePath)
{
if (string.IsNullOrEmpty(filePath))
throw new ArgumentException("文件路径无效");
// 在UI线程执行绘图操作
if (InvokeRequired)
{
Invoke(new Action<string>(ExportToPng), filePath);
return;
}
using (Bitmap bmp = new Bitmap(Width, Height))
{
DrawToBitmap(bmp, new Rectangle(0, 0, Width, Height));
bmp.Save(filePath, Image
Format.Png);
}
}
}
// 使用示例窗体
public partial class Main
Form :
Form
{
private readonly ErrorPlotControl _plotControl = new ErrorPlotControl();
private
Button _export
Button = new
Button();
private System.Windows.
Forms.Timer _dataTimer = new System.Windows.
Forms.Timer();
public Main
Form()
{
InitializeComponent();
SetupUI();
SetupDataSimulation();
}
private void SetupUI()
{
// 配置绘图控件
_plotControl.Dock = DockStyle.Fill;
Controls.Add(_plotControl);
//
添加导出按钮
_export
Button.Text = "导出PNG";
_export
Button.Size = new Size(100, 30);
_export
Button.Location = new Point(10, 10);
_export
Button.Click += (s, e) =>
{
using (SaveFileDialog sfd = new SaveFileDialog())
{
sfd.Filter = "PNG图像|*.png";
if (sfd.ShowDialog() == DialogResult.OK)
{
_plotControl.ExportToPng(sfd.FileName);
}
}
};
Controls.Add(_export
Button);
_export
Button.BringToFront();
}
private void SetupDataSimulation()
{
// 模拟PLC数据更新（实际应用中替换为真实PLC通信）
_dataTimer.Interval = 100; // 100ms更新
一次
_dataTimer.Tick += (s, e) =>
{
Random rand = new Random();
// 生成理论值（假设在950-1050mm范围）
float theoretical = 950 + rand.Next(0, 200) * 0.5f;
// 生成实际值（理论值±随机误差）
float actual = theoretical + (rand.Next(-10, 10) * 0.05f);
_plotControl.AddDataPoint(theoretical, actual);
};
_dataTimer.Start();
}
}
}
```
### 关键功能说明
1. **坐标轴设置**：
- X轴：0-1000mm，每100mm
一个刻度
- Y轴：±1范围，每0.2
一个刻度，0点位于中间位置
- 自动绘制网格线和刻度标签
2. **误差计算**：
```csharp
float error = actual - theoretical; // 实际值减理论值
```
3. **线程安全处理**：
- 使用`lock`语句保护数据集合
- 使用`Invoke/BeginInvoke`跨线程更新UI
```csharp
if (InvokeRequired)
BeginInvoke(new Action(Invalidate));
else
Invalidate();
```
4. **PNG导出功能**：
```csharp
using (Bitmap bmp = new Bitmap(Width, Height))
{
DrawToBitmap(bmp, new Rectangle(0, 0, Width, Height));
bmp.Save(filePath, Image
Format.Png);
}
```
5. **性能优化**：
- 启用`DoubleBuffered`减少闪烁
- 限制数据点数量（保留最近1000个点）
- 使用`DrawCurve`平滑绘制曲线
### 使用说明
1. 将`ErrorPlotControl`
添加到窗体
2. 通过PLC获取数据后调用`AddDataPoint`方法：
```csharp
// 示例：理论值950mm，实际值952.3mm
plotControl.AddDataPoint(950f, 952.3f);
```
3. 点击"导出PNG"按钮保存当前图表
### 实际应用提示
1. **PLC数据集成**：
```csharp
// 伪代码：从PLC读取数据
float theoretical = plc.ReadFloat(theoreticalAddress);
float actual = plc.ReadFloat(actualAddress);
plotControl.AddDataPoint(theoretical, actual);
```
2. **动态范围调整**：
```csharp
// 需要时可扩展为动态范围
public void SetYRange(float min, float max)
{
Y_MIN = min;
Y_MAX = max;
Invalidate();
}
```
3. **实时性能优化**：
- 对于高速数据采集，建议使用环形缓冲区
- 可
添加数据降采样功能处理超大数据量
[^1]: 在.NET中，System.Drawing命名空间提供了基础的绘图功能，包括坐标轴绘制、曲线渲染和图像导出功能。
[^2]: 通过设置AxisY.IsStartedFromZero属性可以控制坐标轴是否从零开始，但本实现中采用固定范围±1。
[^3]: 自定义绘图控件需要处理所有绘制逻辑，包括坐标轴、刻度和数据曲线。
扫一扫
1042
被折叠的 条评论
为什么被折叠?
到【灌水乐园】发言
