前言:
前些日子,因为工作原因,接触到了求解曲线周长,真的是搞了很久,学生时代真的很简单,但是如今的我来说,忘记了....很多人跟我应该一样。
所以来巩固加强一下记忆。一开始的时候,求周长嘛,找公式呗,什么matlab呀,乱七八糟的,晕,最后找到了可能还不能满足项目的需求,因为可能计算量过大。(我就是这样子的,灵活性相对较低)
还有就是明明自己可以用代码实现,为什么非要插件,工具呐,这么不自信的?
所以,“一怒之下”,自己去看了一下定积分求周长的原理,自己还是用代码来实现吧。
(以下内容纯是个人这段时间的理解,如果有错误的,欢迎指正出来。)
首先需要说说两个概念,曲线和周长,因为我们要求他们嘛。
曲线:
这个世界,有曲线吗?我的回答是,没有。那...这...曲线是由无数个直接拼接而成。再准确的说无数个很短的曲线拼接而成。
(如果您彻底理解了这句话,后面就不用看了,基本就没了。)
面积:
与周长的概念类似,没有正方形,没有圆形。只有三角形,所有的图形都是三角形拼接而成。而两个三角形拼成长方形,而我们的面积是由无数个长方形,拼接而成。
(定积分原理的参考图)
源码实现:
double GetLength(float start,float end)
{
double sumLength = ; float eachX = (end - start) / testCount;
for (int i = ; i < testCount;i++ )
{ double curY =ArcFunction(start+eachX*i);
double previousY = ArcFunction(start+eachX*(i-));
//根据c²=a²+b²
double curLength = Math.Sqrt(Math.Pow(eachX, ) + Math.Pow(curY - previousY, ));
sumLength += curLength;
}
return sumLength;
}
解释:
testCount,即自定义的测试数量,可以理解为精细度,值越大,计算量越大,数据越准确,这个可看你项目需求精细度,通过该变量
可在实现最少的计算量情况,实现你要的效果。
eachX,就是你的曲线被分成N份,每份的长度。
curY,当前点的y轴分量
previousY,上一个点的y轴分量,
curLength,即如图
(剩余的部分,代码里面含解释,个人喜欢放在源码里面,原生的,纯24k原创)
int testCount = ; //所谓的测试细致度吧,可动态调控,你自己掌握。
/// <summary>
/// 通过已知周长,获取x轴的分量
/// </summary>
/// <param name="length"></param>
/// <returns></returns>
double GetRateXByLength(double length)
{
float eachX = 1.0f;
for (int i = ; i < testCount; i++)
{
double curY = ArcFunction(eachX * i);
double previousY = ArcFunction(eachX * (i - ));
double curLength = Math.Sqrt(Math.Pow(eachX, ) + Math.Pow(curY - previousY, ));
length -= curLength;
if(length<=)
{
return i * eachX;
}
}
return testCount * eachX;
} /// <summary>
/// start到end范围内的面积
/// </summary>
/// <param name="start"></param>
/// <param name="end"></param>
/// <returns></returns>
double GetArea(float start,float end)
{
double sumAera = ; float eachX = (end - start) / testCount;
for (int i = ; i < testCount; i++)
{
double curY = ArcFunction(start + eachX * i);
//面积 = 长*宽
double curAera = curY * eachX;
sumAera += curAera;
}
return sumAera;
} /// <summary>
/// 通过已知面积,获取x轴分量
/// </summary>
/// <param name="aera"></param>
/// <returns></returns>
double GetRateXByAera(double aera)
{
float eachX = 1.0f;
for (int i = ; i < testCount; i++)
{
double curY = ArcFunction(eachX * i);
double curAera = curY * eachX;
aera -= curAera;
if(aera<=)
{
return i * eachX;
}
}
return testCount*eachX;
} /// <summary>
/// 通过x分量,得出y的值。(好像意义不大,但是好像可能有些人不是很理解,写给某些人看的,一目了然)
/// </summary>
/// <param name="x"></param>
/// <returns></returns>
double GetYByX(float x)
{
return ArcFunction(x);
} /// <summary>
/// 核心控制函数。
/// </summary>
/// <param name="x"></param>
/// <returns></returns>
double ArcFunction(float x)
{
return Math.Pow(x, ); //这边我用幂函数来测试。各位爷可以换其他函数啊。 //注:如果对曲线灵活性要求很高,推荐使用贝塞尔曲线。
//详情可参考:
}
补充:这边,我对贝塞尔曲线做一下补充吧。因为我因为什么幂函数,指数函数遇到的肯,因为这些函数毕竟还不是那么灵活,都具有一定“规律”。
贝塞尔曲线的灵活,受6个参数控制,三个点嘛。(二维空间)
详情可参考这篇:http://www.sohu.com/a/118656687_466876
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可以使用第三方插件:开源Math.Net进行数值积分。
参考:https://www.cnblogs.com/asxinyu/p/4301017.html
public static double OnClosedInterval(Func<double, double> f, double intervalBegin, double intervalEnd);
void Start () {
var result = Integrate.OnClosedInterval(TestFunc, 0, 24);
Debug.Log(result);
} double TestFunc(double x)
{
return x * x;
}
但是上述的result为面积,也是dy。
再根据定积分求弧长公式:
即:弧长 = √(1+result²)
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