弧度 与 角度

弧度制与角度转换

弧度(Radian) 缩写为Rad

定义: 弧长等于圆半径的弧所对的圆心角为1弧度 。

这句话怎么理解呢。以下图为示范:

 

弧度

我们设圆半径R等于1,并把半径的长度放到圆弧上面,那么这段圆弧所对应到的圆心角,就称为 1个Rad

由上可知,一周的弧度数为 圆周长/半径 = 2πR / R = 2π ,360°角=2π弧度
1Rad = 360°/ 2π ≈ 57.2958°

1°= 2π / 360°= π / 180 ≈ 0.01745 Rad

周角为2πRad,平角(即180°角)为πRad,直角为π/2 Rad


特殊角的度数和弧度数对应表

 

弧度对应角度


以弧度求弧长

我们设圆的半径为R,θ是以弧度为单位的角,S代表弧长,如下图:


弧长

从比例来看 S / 2πR = θ / 2π

左右2π消掉,R乘到右边去,我们得到公式 S = Rθ ,
弧长 = 半径 * 弧度

在Qt框架中进行弧度角度的相互转换,可以通过自定义函数实现。由于Qt本身没有提供直接的角度弧度转换函数,开发者需要基于数学公式自行实现。具体而言,角度弧度的转换公式如下: - **角度弧度**: $$ \text{弧度} = \text{角度} \times \frac{\pi}{180} $$ - **弧度角度**: $$ \text{角度} = \text{弧度} \times \frac{180}{\pi} $$ 在Qt中,可以通过引入`<cmath>`头文件并使用`M_PI`常量(表示π的值)来实现上述公式。以下是一个典型的角度弧度转换函数的实现示例: ```cpp #include <QPointF> #include <cmath> // 将角度转换为弧度 qreal degreesToRadians(qreal degrees) { return degrees * M_PI / 180.0; } // 将弧度转换为角度 qreal radiansToDegrees(qreal radians) { return radians * 180.0 / M_PI; } ``` 这些函数可以作为Qt项目中的通用工具函数使用,适用于涉及角度弧度转换的场景,例如图形变换、动画控制或几何计算等[^1]。 ### 使用场景 在Qt的图形视图框架中,例如`QGraphicsScene``QGraphicsView`中进行旋转、平移等操作时,可能需要将用户输入的角度值转换为弧度,以便用于底层的数学计算。例如,当设置`QGraphicsItem`的旋转角度时,如果底层计算涉及三角函数(如`sin`、`cos`等),通常需要使用弧度作为输入参数。 ### 注意事项 - `M_PI`定义在`<cmath>`头文件中,在某些编译器或平台上可能需要手动定义,例如: ```cpp #ifndef M_PI #define M_PI 3.14159265358979323846 #endif ``` - 如果项目中使用了Qt的数学类(如`QVector2D`、`QVector3D`等),也可以结合这些类提供的方法进行更复杂的数学运算。 ### 扩展应用 除了基本的角度弧度转换,上述函数还可以集成到更复杂的模块中,例如用于处理图形项的旋转动画、坐标变换或路径计算等。通过封装这些函数,可以提高代码的可读性复用性,符合模块化设计原则[^1]。
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