Drahtwürfel

[KaPiTN]

Ich habe gestern etwas absolut nutzloses gebaut, einfach weil ich das schon seit vielen Jahren mal machen wollte.

Zu nichts zu gebrauchen, aber ein Häkchen auf der bucketlist.

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Code

Spoiler

[src=csharp]using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Drawing;
using System.Drawing.Drawing2D;
using System.Windows.Forms;

namespace Cube
{
public partial class Form1 : Form
{
private const int LengthOfHalfEdge = 100;
private readonly CubeCorner _cC1;
private readonly CubeCorner _cC2;
private readonly CubeCorner _cC3;
private readonly CubeCorner _cC4;
private readonly CubeCorner _cC5;
private readonly CubeCorner _cC6;
private readonly CubeCorner _cC7;
private readonly CubeCorner _cC8;
private readonly List<CubeCorner> _cubeCorners = new List<CubeCorner>();
private bool _isCartesian = true;
private bool _keyPressed;
private Rotation _rotation = Rotation.None;

public Form1()
{
InitializeComponent();
KeyDown += (Form1_KeyDown);
KeyUp += (Form1_KeyUp);
timer1.Tick += (timer1_Tick);
Paint += (Form1_Paint);
_cC1 = new CubeCorner();
_cC2 = new CubeCorner();
_cC3 = new CubeCorner();
_cC4 = new CubeCorner();
_cC5 = new CubeCorner();
_cC6 = new CubeCorner();
_cC7 = new CubeCorner();
_cC8 = new CubeCorner();
_cubeCorners.Add(_cC1);
_cubeCorners.Add(_cC2);
_cubeCorners.Add(_cC3);
_cubeCorners.Add(_cC4);
_cubeCorners.Add(_cC5);
_cubeCorners.Add(_cC6);
_cubeCorners.Add(_cC7);
_cubeCorners.Add(_cC8);
}

private void timer1_Tick(object sender, EventArgs e)
{
if (_keyPressed) RotateCube();
}


private void Form1_KeyDown(object sender, KeyEventArgs e)
{
_keyPressed = true;

if (e.KeyCode == Keys.Space)
SwitchView();

switch (e.KeyCode)
{
case Keys.W:
_rotation = Rotation.YUp;
break;
case Keys.S:
_rotation = Rotation.YDown;
break;
case Keys.A:
_rotation = Rotation.XLeft;
break;
case Keys.D:
_rotation = Rotation.XRight;
break;
case Keys.Q:
_rotation = Rotation.ZLeft;
break;
case Keys.E:
_rotation = Rotation.ZRight;
break;
default:
return;
}

RotateCube();
}

private void SwitchView()
{
_isCartesian = !_isCartesian;
Convert();
Refresh();

Text = _isCartesian ? "Cube Cartesian" : "Cube Perspective";
}

private void Form1_Paint(object sender, PaintEventArgs e)
{
e.Graphics.SmoothingMode = SmoothingMode.AntiAlias;
var pen = new Pen(Color.Red);
e.Graphics.DrawLine(pen, _cC1.D2X, _cC1.D2Y, _cC2.D2X, _cC2.D2Y);
pen = new Pen(Color.Green);
e.Graphics.DrawLine(pen, _cC2.D2X, _cC2.D2Y, _cC3.D2X, _cC3.D2Y);
e.Graphics.DrawLine(pen, _cC3.D2X, _cC3.D2Y, _cC4.D2X, _cC4.D2Y);
e.Graphics.DrawLine(pen, _cC4.D2X, _cC4.D2Y, _cC1.D2X, _cC1.D2Y);

pen = new Pen(Color.Blue);
e.Graphics.DrawLine(pen, _cC5.D2X, _cC5.D2Y, _cC6.D2X, _cC6.D2Y);
pen = new Pen(Color.Green);
e.Graphics.DrawLine(pen, _cC6.D2X, _cC6.D2Y, _cC7.D2X, _cC7.D2Y);
e.Graphics.DrawLine(pen, _cC7.D2X, _cC7.D2Y, _cC8.D2X, _cC8.D2Y);
e.Graphics.DrawLine(pen, _cC8.D2X, _cC8.D2Y, _cC5.D2X, _cC5.D2Y);

e.Graphics.DrawLine(pen, _cC1.D2X, _cC1.D2Y, _cC5.D2X, _cC5.D2Y);
pen = new Pen(Color.Yellow);
e.Graphics.DrawLine(pen, _cC2.D2X, _cC2.D2Y, _cC6.D2X, _cC6.D2Y);
pen = new Pen(Color.Green);
e.Graphics.DrawLine(pen, _cC3.D2X, _cC3.D2Y, _cC7.D2X, _cC7.D2Y);
e.Graphics.DrawLine(pen, _cC4.D2X, _cC4.D2Y, _cC8.D2X, _cC8.D2Y);
}

private void RotateCube()
{
if (_keyPressed)
Set();
_rotation = Rotation.None;
Refresh();

Invalidate();
}

private void Calculate()
{
foreach (CubeCorner corner in _cubeCorners)
{
double x;
double y;
switch (_rotation)
{
case Rotation.XRight:
x = corner.D3X;
y = corner.D3Z;
Do(ref x, ref y, 1);
corner.D3X = x;
corner.D3Z = y;
break;
case Rotation.XLeft:
x = corner.D3X;
y = corner.D3Z;
Do(ref x, ref y, -1);
corner.D3X = x;
corner.D3Z = y;
break;
case Rotation.YUp:
x = corner.D3Z;
y = corner.D3Y;
Do(ref x, ref y, 1);
corner.D3Z = x;
corner.D3Y = y;
break;
case Rotation.YDown:
x = corner.D3Z;
y = corner.D3Y;
Do(ref x, ref y, -1);
corner.D3Z = x;
corner.D3Y = y;
break;
case Rotation.ZRight:
x = corner.D3X;
y = corner.D3Y;
Do(ref x, ref y, -1);
corner.D3X = x;
corner.D3Y = y;
break;
case Rotation.ZLeft:
x = corner.D3X;
y = corner.D3Y;
Do(ref x, ref y, 1);
corner.D3X = x;
corner.D3Y = y;
break;
}
}
}

private void Do(ref double x, ref double y, int direction)
{
double distance = Math.Sqrt(Math.Pow(x, 2) + Math.Pow(y, 2.0)); //141.42;
double ang = Math.Atan2(y, x)*180.0/Math.PI;

if (ang < 360) ang += 360;

ang += direction;
double deg = ang/180.0*Math.PI;
x = (Math.Cos(deg)*distance);
y = (Math.Sin(deg)*distance);
}

private void Set()
{
Calculate();
Convert();
}
private void Convert()
{
foreach (CubeCorner corner in _cubeCorners)
{
if (_isCartesian)
{
corner.D2X = pictureBox1.Width/2 + (int) corner.D3X;
corner.D2Y = pictureBox1.Height/2 - (int) corner.D3Y;
}
else
{
double dist = Math.Abs(corner.D3Z - LengthOfHalfEdge);
double factor = 1 - 0.125*dist/100;
corner.D2X = pictureBox1.Width/2 + (int) Math.Round(corner.D3X*factor);
corner.D2Y = pictureBox1.Height/2 - (int) Math.Round(corner.D3Y*factor);
}
}
}
private void Form1_KeyUp(object sender, KeyEventArgs e)
{
_keyPressed = false;
}

private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
{
InitializeCube();
Text = "Cube Cartesian";
Set();
pictureBox1.Hide();
timer1.Start();
}
private void InitializeCube()
{
_cC1.D3X = -LengthOfHalfEdge;
_cC1.D3Y = -LengthOfHalfEdge;
_cC1.D3Z = LengthOfHalfEdge;
_cC1.Number = 1;

_cC2.D3X = LengthOfHalfEdge;
_cC2.D3Y = -LengthOfHalfEdge;
_cC2.D3Z = LengthOfHalfEdge;
_cC2.Number = 2;

_cC3.D3X = LengthOfHalfEdge;
_cC3.D3Y = -LengthOfHalfEdge;
_cC3.D3Z = -LengthOfHalfEdge;
_cC3.Number = 3;

_cC4.D3X = -LengthOfHalfEdge;
_cC4.D3Y = -LengthOfHalfEdge;
_cC4.D3Z = -LengthOfHalfEdge;
_cC4.Number = 4;
//
_cC5.D3X = -LengthOfHalfEdge;
_cC5.D3Y = LengthOfHalfEdge;
_cC5.D3Z = LengthOfHalfEdge;
_cC5.Number = 5;

_cC6.D3X = LengthOfHalfEdge;
_cC6.D3Y = LengthOfHalfEdge;
_cC6.D3Z = LengthOfHalfEdge;
_cC6.Number = 6;

_cC7.D3X = LengthOfHalfEdge;
_cC7.D3Y = LengthOfHalfEdge;
_cC7.D3Z = -LengthOfHalfEdge;
_cC7.Number = 7;
_cC8.D3X = -LengthOfHalfEdge;
_cC8.D3Y = LengthOfHalfEdge;
_cC8.D3Z = -LengthOfHalfEdge;
_cC8.Number = 8;
}

internal class CubeCorner
{
internal int D2X;
internal int D2Y;
internal double D3X;
internal double D3Y;
internal double D3Z;
internal int Number;
}

internal enum Rotation
{
YUp,
YDown,
XLeft,
XRight,
ZLeft,
ZRight,
None
}
}
}[/src]

Drehen um 3 Achsen:
1)A und D
2)W und S
3)Q und E

Space: Umschalten Ansichten Koordinatensystem und räumliche Verkürzung

 

[theSplit]

Ich habe gestern etwas absolut nutzloses gebaut[...]

Nutzlos, jo.

Aber hübsch.

Auch nett mit dem Video dazu.

Zu nichts zu gebrauchen, aber ein Häkchen auf der bucketlist.

Darauf kommt es (auch) an. Finde ich klasse das du das hier (auch mit Code) präsentierst und dich daran gesetzt hast. Solche "Spielereien" finde ich sehr interessant. Danke dafür.

 

[Brother John]

Oh, der Drahtwürfel! Da werden alte BASIC-Erinnerungen wach. Ich hoffe, du hattest viel Spaß mit verknäulten Würfeln, bis die Bugs draußen waren.

 

[KaPiTN]

Mit verknäulten Würfeln hatte ich keine Probleme.
Aber ich habe wohl öfter mal das Vorzeichen gewechselt, weil ich die Drehrichtung für falsch hielt, bis ich gemerkt habe, daß das Gehirn nicht immer die Seite vorne sieht, die beabsichtigt ist.
Da blinzelt man einmal und plötzlich dreht sich der Würfel in die entgegengesetzte Richtung.

 

[KaPiTN]

NACHTRAG:

Ich kenne und benutze bei Winforms zwei Methoden, um zu zeichnen und Graphiken zu erstellen.
Die eine ist, auf das Paint-Ereignis der Form zu reagieren und dann dessen Graphik-Objekt zum benutzen.
Das hatte ich auch hier gemacht, ohne darüber nachzudenken.
Die andere Methode ist ein Bitmap zu erstellen, darauf zu malen und es dann anzuzeigen.

Ich habe mal auf die 2. Methode umgestellt. Ich denke, den Grund kann man erkennen:

Spoiler

[video=picflash;SequenceX9LS1J.webm]https://www.picflash.org/picture.php?key=X9LS1J&action=show[/video]

Und weil ich schon beim Spielen war, habe ich mal die Tiefenachse, die in der Flucht versteckt war, sichtbar gemacht. Ich habe ein Koordinatensystem gezeichnet, wie man es wohl noch aus der Schule kennt. Und wie in der Schule dürfen Seitenriß, Aufriß und Grundriß nicht fehlen.

Spoiler

[video=picflash;CubesS1EGZ8.webm]https://www.picflash.org/picture.php?key=S1EGZ8&action=show[/video]

 

[Mäxchen]

Als ich das damals gemacht hatte, hatte ich Probleme mit Rundungsfehlern, die sich nach mehreren Umdrehungen bemerkbar gemacht hatten. Das Problem scheinst du aber nicht zu haben. Ich habe deswegen immer von der Ausgangsposition an gerechnet, solange sich die Drehrichtung nicht ändert.
Warum wandelst du immer vom Bogenmaß ins Gradmaß und zurück um? Bleib doch einfach im Bogenmaß.

 

[KaPiTN]

Ich meine, dadurch wird es anschaulicher. Ich kann mit/in Bogenmaß rechnen, aber bei der Orientierung denke ich in Grad oder Uhrzeit.

 

[MingsPing]

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Die Links funktionieren (bei mir?) nicht.

 

[KaPiTN]

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Sry. Da muß ich nächstes mal daran denken, daß das Einbetten wohl nur mit Firefox funktioniert.

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[KaPiTN]

Als ich das damals gemacht hatte, hatte ich Probleme mit Rundungsfehlern, die sich nach mehreren Umdrehungen bemerkbar gemacht hatten. Das Problem scheinst du aber nicht zu haben.

Das hatte ich noch vergessen: Bei mir können Rundungsfehler nicht kumulieren, weil das Runden/Abschneiden beim Übertragen der Werte aus der 3D in die 2D Sicht stattfindet. Ich rechne mit den 3D Werten weiter, die 2D Werte werden verworfen.