计算出线在屏幕内的最长坐标

本文介绍了一种计算线段在屏幕内的最长显示部分的方法,通过解析线段两端坐标,利用二元一次方程原理,确定线段与屏幕边界相交的位置,从而找到线段在屏幕内的最大可见部分。

计算出线在屏幕内的最长坐标

/**
* 计算出线在屏幕内的最长坐标
* x1, y1 = 坐标1, x2, y2 = 坐标2
*/
private createAimLinePosArr(x1: number, y1: number, x2: number, y2: number) {
    let posX, posY;
    if (y2 == y1) y1 += 0.01
    if (x2 == x1) x1 += 0.01

    if (y2 < y1) {
        if (x2 < x1) {
            posX = 0
            posY = this.binaryEquationGetY(x1, y1, x2, y2, posX)
        } else {
            posX = Const.STAGE_WIDTH //最大屏幕宽度
            posY = this.binaryEquationGetY(x1, y1, x2, y2, posX)
        }
    } else if (y2 > y1) {
        if (x2 > x1) {
            posX = Const.STAGE_WIDTH //最大屏幕宽度
            posY = this.binaryEquationGetY(x1, y1, x2, y2, posX)
        } else {
            posX = 0
            posY = this.binaryEquationGetY(x1, y1, x2, y2, posX)
        }
    }

    if (posY < Const.STAGE_HEIGHT) {
        if (posY <= 0) {
            posY = 0
            posX = this.binaryEquationGetX(x1, y1, x2, y2, posY)
        }
        return [posX, posY]
    } else {
        posY = Const.STAGE_HEIGHT //最大屏幕高度
        posX = this.binaryEquationGetX(x1, y1, x2, y2, posY)
        if (isNaN(posX)) {
            if (x2 > x1) {
                posX = Const.STAGE_WIDTH
            } else {
                posX = 0
            }
            console.log("posX == NaN", x1, y1, x2, y2, posY)
        }
        return [posX, posY]
    }
}

 

/**
 * 二元一次方程:根据x求y
 */
public binaryEquationGetY(x1, y1, x2, y2, x) {
    let kbArr = this.binaryEquationGetKB(x1, y1, x2, y2)
    let k = kbArr[0]
    let b = kbArr[1]
    return k * x + b
}

 

/**
 * 二元一次方程:根据y求x
 */
public binaryEquationGetX(x1, y1, x2, y2, y) {
    let kbArr = this.binaryEquationGetKB(x1, y1, x2, y2)
    let k = kbArr[0]
    let b = kbArr[1]
    return (y - b) / k
}

 

/**
 * 求二元一次方程的系数
 * y1 = k * x1 + b => k = (y1 - b) / x1
 * y2 = k * x2 + b => y2 = ((y1 - b) / x1) * x2 + b
 */
private binaryEquationGetKB(x1, y1, x2, y2) {
    let k = (y1 - y2) / (x1 - x2)
    let b = (x1 * y2 - x2 * y1) / (x1 - x2)
    return [k, b]
}

 

posted @ 2018-12-03 15:33 HaoK 阅读( ...) 评论( ...) 编辑 收藏
<think> 我们已知两个点,需要计算由这两点构成的线段与水平轴(x轴)之间的角度。 在笛卡尔坐标系中,给定点A(x1, y1)和点B(x2, y2),线段AB的方向向量为(dx, dy) = (x2 - x1, y2 - y1)。 角度θ(相对于x轴正方向,逆时针为正)可以通过反正切函数atan2(dy, dx)来计算。 在Perl中,可以使用Math::Trig模块中的atan2函数,该函数接受两个参数(y坐标差值,x坐标差值)并返回弧度值。 注意:atan2函数的参数顺序是(y, x),即dy, dx。 步骤: 1. 计算dx = x2 - x1 2. 计算dy = y2 - y1 3. 使用atan2(dy, dx)得到弧度值 4. 如果需要角度(度数),则使用rad2deg函数将弧度转换为度数(Math::Trig也提供此函数) 注意:角度范围是-π到π(或-180°到180°)。如果需要0°到360°,则需对负角度进行调整(加360°)。 示例代码: 假设点A(1,1)和点B(3,2),则dx=2, dy=1,角度为atan2(1,2)的弧度,然后转换为度数。 另外,根据引用[1]提到,该代码文件(Slic3r::Geometry)可能包含类似的功能,但这里我们直接使用Math::Trig。 代码示例: ```perl use Math::Trig; sub calculate_angle { my ($x1, $y1, $x2, $y2) = @_; my $dx = $x2 - $x1; my $dy = $y2 - $y1; my $radians = atan2($dy, $dx); # 注意:atan2参数顺序为(y, x)即(dy, dx) my $degrees = rad2deg($radians); return $degrees; # 返回角度值,范围-180°到180° } # 如果需要0°到360°的角度,可以调整负值 sub calculate_angle_0_to_360 { my ($x1, $y1, $x2, $y2) = @_; my $dx = $x2 - $x1; my $dy = $y2 - $y1; my $radians = atan2($dy, $dx); my $degrees = rad2deg($radians); $degrees += 360 if $degrees < 0; return $degrees; } ``` 注意:由于atan2返回的角度是相对于x轴正方向的,并且考虑了点所在的象限,所以结果正确。 引用[1]中提到“三点角度计算”,但这里我们只需要两点计算线的角度。 如果不想使用Math::Trig模块,也可以自己写一个简单的atan2函数,但Math::Trig是标准模块,推荐使用。 另外,如果dx和dy都为0(即两点重合),则角度无定义,需要处理这种情况。 改进后的代码: ```perl use Math::Trig; sub calculate_angle { my ($x1, $y1, $x2, $y2) = @_; my $dx = $x2 - $x1; my $dy = $y2 - $y1; return undef if $dx == 0 && $dy == 0; # 两点重合,角度无定义 my $radians = atan2($dy, $dx); return rad2deg($radians); # 返回角度,范围-180°到180° } ``` 如果需要返回弧度,则直接返回$radians即可。 §§相关问题§§ 1. 在Perl中如何将角度转换为弧度? 2. 如何计算两点之间的距离? 3. 如何计算一个点到一条直线的距离? </think> ### 在 Perl 中根据两点坐标计算线的角度 在 Perl 中计算两点连线与水平轴(x 轴)的角度,可通过以下步骤实现: #### 1. **数学原理** 给定点 $A(x_1, y_1)$ 和 $B(x_2, y_2)$: - 方向向量: $\vec{AB} = (dx, dy) = (x_2 - x_1, y_2 - y_1)$ - 角度公式: $\theta = \text{atan2}(dy, dx)$ - 其中 $\text{atan2}$ 是四象限反正切函数,能正确处理所有象限的角度 - 结果 $\theta$ 为弧度值,范围 $(-\pi, \pi]$ - 转换为角度: $\theta_{\text{deg}} = \theta \times \frac{180}{\pi}$ #### 2. **Perl 实现代码** ```perl use Math::Trig; # 提供 atan2 和角度转换函数 sub calculate_line_angle { my ($x1, $y1, $x2, $y2) = @_; # 计算方向向量分量 my $dx = $x2 - $x1; my $dy = $y2 - $y1; # 处理重合点的情况 return 0 if ($dx == 0 && $dy == 0); # 计算弧度 (注意参数顺序:dy, dx) my $radians = atan2($dy, $dx); # 转换为角度 (-180° 到 180°) my $degrees = rad2deg($radians); # 转换为 0° 到 360° 范围 $degrees += 360 if $degrees < 0; return $degrees; } # 示例用法 my ($x1, $y1) = (1, 1); my ($x2, $y2) = (4, 5); my $angle = calculate_line_angle($x1, $y1, $x2, $y2); print "角度: $angle 度\n"; # 输出: 角度: 53.130102354156 度 ``` #### 3. **代码说明** 1. **方向向量计算** $dx = x_2 - x_1$ 和 $dy = y_2 - y_1$ 表示从 $A$ 指向 $B$ 的向量分量。 2. **atan2 函数** - Perl 的 `atan2(dy, dx)` 自动处理所有象限(例如点 $(-1,1)$ 返回 $135^\circ$) - 参数顺序为 `(dy, dx)`,与数学公式一致 3. **角度范围转换** - `rad2deg` 将弧度转换为角度($-180^\circ$ 到 $180^\circ$) - 添加 `$degrees += 360 if $degrees < 0` 得到 $[0^\circ, 360^\circ)$ 范围 4. **特殊处理** - 当两点重合时($dx=dy=0$),返回 $0$ 避免除零错误 #### 4. **测试用例** | 点 A | 点 B | 角度 (度) | |------------|------------|-----------| | (0, 0) | (1, 0) | 0 | | (0, 0) | (0, 1) | 90 | | (0, 0) | (-1, 0) | 180 | | (0, 0) | (0, -1) | 270 | | (2, 3) | (5, 7) | ≈53.13 | 此实现符合引用[1]中描述的几何计算需求,可直接集成到 Slic3r 的几何模块测试中[^1]。
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