Question

今天非常忙于发布并创建一个模拟Boids的AI程序。现在我正在努力让一个“boids”吸引人。 “boid”只是一个圆圈（省略号），带有一条线条画，象征着它的“前向矢量”。

class SwarmCir
{
    public float _pointX;
    public float _pointY;
    public float _height;
    public float _width;
    Pen _pen = new Pen(Color.Black);
    PointF _ForwardPoint = new PointF(0, 0);
    float rotAng = 0.0f;

    public SwarmCir()
    {
        _pointX = 1.0f;
        _pointY = 1.0f;
        _height = 5.0f;
        _width = 5.0f;
        _ForwardPoint.X = 7.0f;
        _ForwardPoint.Y = 7.0f;
    }
    public SwarmCir(Point XY)
    {
        _pointX = XY.X;
        _pointY = XY.Y;
        _height = 5.0f;
        _width = 5.0f;
    }
    public SwarmCir( Point XY, float Height, float Width )
    {
        _pointX = XY.X;
        _pointY = XY.Y;
        _height = Height;
        _width = Width;
    }
    public void SetPen(Pen p)
    {
        _pen = p;
    }
    public void Draw(Graphics g)
    {
        g.DrawEllipse(_pen, _pointX, _pointY, _width, _height);
        g.DrawLine(_pen, new PointF(_pointX, _pointY), _ForwardPoint);
    }
    public void Rotate(PaintEventArgs e)
    {
        e.Graphics.TranslateTransform(_pointX, _pointY);
        e.Graphics.RotateTransform(rotAng);
        e.Graphics.TranslateTransform(-_pointX, -_pointY);
    }
    public PointF ForwardVec()
    {
        PointF temp = new PointF();
        temp.X = _pointX - _ForwardPoint.X;
        temp.Y = _pointY - _ForwardPoint.Y;
        return Normalize(temp);
    }
    public PointF Normalize(PointF p)
    {
        PointF temp = new PointF();
        if (p.X > p.Y)
        {
            temp.X = 1;
            temp.Y = p.Y / p.X;
        }
        else if (p.Y > p.X)
        {
            temp.Y = 1;
            temp.X = p.X / p.Y;
        }
        else
        {
            return new PointF(1, 1);
        }
        return temp;
    }
    public void MoveForward()
    {
        _pointX += ForwardVec().X;
        _pointY += ForwardVec().Y;
    }
    public void MoveBackwards()
    {
        _pointX -= ForwardVec().X;
        _pointY -= ForwardVec().Y;
    }
    public void TurnLeft()
    {
        rotAng += 10.0f;
    }
    public void TurnRight()
    {
        rotAng -= 10.0f;
    }
}

目前在运行实现此类的程序时，实例化一个默认的SwarmCir（）并只调用底部的移动函数，我得到了非常奇怪的结果。基本上我希望'W'沿着“前向矢量”移动圆圈，这正是线指向的方向。显然，'S'恰好相反。然后在转弯时我希望形状和线条正确转动。如果需要更多信息请询问。努力完成一个完整的AI工作台。

Answer 1

由于您只绘制了一个圆和一条线，我将跳过Rotate方法中使用的转换。我还会在类中存储前向矢量而不是前向点和rotAngle。并使用PointF代替float _pointX / _pointY，以及半径而不是width / height，因为它们对于圆是相等的。我也会将这些字段设为私有，以避免在课外进行修改。

class SwarmCir
{
  private PointF _point;
  private PointF _forwardVector = new PointF(1, 0);
  private float _radius = 2.5f;
  private float _vectorLength = 5.0f;
  private Pen _pen = new Pen(Color.Black);

然后，我会使用_point作为圆圈的中心点（在代码中，_pointX / _pointY指向圆圈顶部/左侧的一个点）。然后绘制和移动方法变为：

public void Draw(Graphics g)
{
  g.DrawEllipse(_pen, _point.X - _radius, _point.Y - _radius, 2 * _radius, 2 * _radius);
  g.DrawLine(_pen, _point,
      new PointF(_point.X + _forwardVector.X * _vectorLength,
                 _point.Y + _forwardVector.Y * _vectorLength));
}

public void MoveForward()
{
  _point.X += _forwardVector.X;
  _point.Y += _forwardVector.Y;
}

顺便说一句，我经常为PointF定义一些扩展方法，以便于添加和增加PointF和标量。

static class PointFExtensions
{
  public static PointF Add(this PointF point, PointF other)
  {
    return new PointF(point.X + other.X, point.Y + other.Y);
  }

  public static PointF Add(this PointF point, float value)
  {
    return new PointF(point.X + value, point.Y + value);
  }

  public static PointF Multiply(this PointF point, PointF other)
  {
    return new PointF(point.X * other.X, point.Y * other.Y);
  }

  public static PointF Multiply(this PointF point, float value)
  {
    return new PointF(point.X * value, point.Y * value);
  }
}

在我看来，这使得绘制和移动方法代码更加优雅：

public void Draw(Graphics g)
{
  g.DrawEllipse(_pen, _point.X - _radius, _point.Y - _radius, 2 * _radius, 2 * _radius);
  g.DrawLine(_pen, _point, _point.Add(_forwardVector.Multiply(_vectorLength)));
}

public void MoveForward()
{
  _point = _point.Add(_forwardVector);
}

好吧，现在只剩下轮换了。首先将Rotate方法添加到PointFExtensions：

public static PointF Rotate(this PointF point, double angle)
{
  angle *= Math.PI / 180.0; // Convert from degrees to radians
  return new PointF(
      Convert.ToSingle(point.X * Math.Cos(angle) - point.Y * Math.Sin(angle)),
      Convert.ToSingle(point.X * Math.Sin(angle) + point.Y * Math.Cos(angle)));
}

然后转弯方法变为：

public void TurnLeft()
{
  _forwardVector = _forwardVector.Rotate(10.0f);
}

让我们希望能够解决问题。我没有编译和测试这段代码，所以可能会有一些错别字......

Answer 2

我已经快速查看了您的代码，并在TurnLeft()和TurnRight()中更改了字段rotAng，这是您不在班级其他地方使用的字段。也许ForwardVec()应该使用它？也许将某些x坐标与Math.Cos(rotAng)和y坐标相乘Math.Sin(rotAng)？

在这里猜猜......

用前向矢量绘制一个圆并随着旋转一起移动

2 个答案: