二维旋转统一 - C#

在计算机图形学中，二维旋转统一是一个重要的概念，指的是将所有二维图形都以相同方式进行旋转，从而使它们的方向一致。本文将介绍如何在 C# 中实现二维旋转统一。

实现

在 C# 中，我们可以使用 Math 类的静态方法来计算旋转角度的正弦和余弦值，然后通过矩阵变换来实现二维旋转。

首先，我们需要编写一个旋转角度计算方法，该方法将角度作为参数，并返回对应的正弦和余弦值：

private static void GetSinCos(ref double[,] matrix, double angle)
{
    double radians = angle * Math.PI / 180.0;
    double cos = Math.Cos(radians);
    double sin = Math.Sin(radians);

    matrix[0, 0] = cos;
    matrix[0, 1] = sin;
    matrix[1, 0] = -sin;
    matrix[1, 1] = cos;
}

接下来，我们可以编写一个旋转方法，并将上面的方法用于计算旋转角度的正弦和余弦值：

public static void Rotate(ref Point[] points, double angle)
{
    double[,] matrix = new double[2, 2];
    GetSinCos(ref matrix, angle);

    for (int i = 0; i < points.Length; i++)
    {
        Point p = points[i];
        int x = (int)Math.Round(matrix[0, 0] * p.X + matrix[0, 1] * p.Y);
        int y = (int)Math.Round(matrix[1, 0] * p.X + matrix[1, 1] * p.Y);
        points[i] = new Point(x, y);
    }
}

以上代码中，我们使用了一个 Point 类型数组来存储二维图形的顶点坐标，然后将其传递给旋转方法。该方法将遍历所有顶点并对其进行旋转，以实现二维旋转统一。

使用示例

下面是一个使用示例，演示如何在 C# 中实现二维旋转统一：

static void Main(string[] args)
{
    Point[] points = new Point[] { new Point(0, 0), new Point(10, 0), new Point(0, 10) };
    Console.WriteLine("原始坐标：");
    PrintPoints(points);

    // 旋转 30 度
    Rotate(ref points, 30);
    Console.WriteLine("旋转 30 度后的坐标：");
    PrintPoints(points);

    // 再次旋转 60 度
    Rotate(ref points, 60);
    Console.WriteLine("再次旋转 60 度后的坐标：");
    PrintPoints(points);

    Console.ReadKey();
}

private static void PrintPoints(Point[] points)
{
    foreach (Point p in points)
        Console.WriteLine("({0}, {1})", p.X, p.Y);

    Console.WriteLine();
}

运行上面的代码，应该能够看到如下输出：

原始坐标：
(0, 0)
(10, 0)
(0, 10)

旋转 30 度后的坐标：
(0, 0)
(8, 5)
(-4, 8)

再次旋转 60 度后的坐标：
(0, 0)
(10, 0)
(0, 10)

总结

二维旋转统一是计算机图形学中一项重要的基础知识。在 C# 中，我们可以使用 Mathf 类的静态方法和矩阵变换来实现二维旋转统一。本文提供了以上两个方法的实现示例，您可以根据自己的需求进行修改和扩展。