使用 'Floating Point Numbers' 绘制图像

Question

目前，我正在尝试将现有的 C# 项目转换为 GoLang。该项目采用包含一堆坐标的 XML 文件并将它们绘制在图像上。

在 C# 中，在图像上绘制矩形的代码如下：

public void DrawRectangle(Graphics graphics, RectangleShape rectangle)
{
    using (var drawingPen = new Pen(Color.Black))
    {
        graphics.DrawRectangle(
            drawingPen,
            rectangle.StartX,
            rectangle.StartY,
            rectangle.Width,
            rectangle.Height);
    }
}

一个矩形由以下 class 定义：

internal sealed class RectangleShape
{
    internal RectangleShape(float startX, float startY, float width, float height)
    {
        this.StartX = startX;
        this.StartY = startY;
        this.Width = width;
        this.Height = height;
    }

    internal float StartX { get; }

    internal float StartY { get; }

    internal float Width { get; }

    internal float Height { get; }
}

这意味着 C# 能够使用定义为 float 的坐标在图像上绘制矩形。

现在，我尝试将代码转换为 GoLang，其中我使用以下代码绘制矩形：

// DrawRect draws a rectangle with the given dimensions on the given image.
func DrawRect(img *image.RGBA, rect Rectangle) {
    endX := rect.X + rect.Width
    endY := rect.Y + rect.Height

    drawHLine(img, rect.X, rect.Y, endX)
    drawHLine(img, rect.Y, endY, endX)
    drawVLine(img, rect.Y, rect.X, endY)
    drawVLine(img, rect.Y, endX, endY)
}

// PRIVATE: drawHLine draws a horizontal line with the given coordinates on the given image.
func drawHLine(img *image.RGBA, startX, y, endX float32) {
    col := color.RGBA{0x00, 0x00, 0x00, 0xff}

    for ; startX <= endX; startX++ {
        img.Set(startX, y, col)
    }
}

// PRIVATE: drawVLine draws a vertical line with the given coordinates on the given image.
func drawVLine(img *image.RGBA, startY, x, endY float32) {
    col := color.RGBA{0x00, 0x00, 0x00, 0xff}

    for ; startY <= endY; startY++ {
        img.Set(x, startY, col)
    }
}

矩形是用以下结构定义的：

// Rectangle represents a rectangular shape.
type Rectangle struct {
    X      float32
    Y      float32
    Width  float32
    Height float32
}

Go 中的示例不起作用，因为图像上的 Set 函数具有以下结构：

func (p *RGBA) Set(x, y int, c color.Color) {

Go 有什么方法可以使用 float 参数在图像上绘制矩形吗？

Answer 1

image.Image 类型是一个接口，它定义了具有整数坐标像素的图像，可通过 Image.At() 方法访问：

At(x, y int) color.Color

您使用的具体实现image.RGBA allows changing the pixels, again, using integer coordinates with the RGBA.Set()方法：

func (p *RGBA) Set(x, y int, c color.Color)

最简单的解决方案是将浮点坐标转换为整数坐标。简单地将浮点数转换为整数是截断，因此您应该使用舍入。一个简单的舍入是在转换前添加 0.5。有关详细信息，请参阅。

最好是在 "start" 坐标上进行，这样循环可以使用整数值，例如：

func drawHLine(img *image.RGBA, startX, y, endX float32) {
    col := color.RGBA{0x00, 0x00, 0x00, 0xff}

    x1, x2 := int(startX + 0.5), int(endX + 0.5)
    y1 := int(y + 0.5)
    for x := x1; x <= x2; x++ {
        img.Set(x, y1, col)
    }
}

请注意，但是这个 "simplest" 将浮点坐标转换为整数的解决方案可能不是 "best"。例如，如果您需要在 x = 0.1 坐标处绘制一条水平线，则上述解决方案将在 x = 0 处绘制一条线。一个不同的解决方案可能是在 x = 0 处画一条 "stronger" 线，在 x = 1 处画一条 "weeker" 线，给出的效果是该线实际上在 x = 0.1 如果从远处看。如果线条不是水平和垂直的，这种别名技术肯定会提供更好的结果，但需要更多的计算（因此更慢）。

如果您在绘图时确实需要浮动精度，您可以使用像 github.com/fogleman/gg 这样的第 3 方库，它允许您传递 float64 坐标，并且它使用抗锯齿来获得不错的效果。

例如，在 image.RGBA 图像上绘制一个 github.com/fogleman/gg 的矩形是这样的：

var img *image.RGBA = // create your RGBA image

ctx := gg.NewContextForRGBA(img)

// Set drawing color:
ctx.SetColor(color.RGBA{0x00, 0x00, 0x00, 0xff})
// Or simply: ctx.SetRGB(0, 0, 0)

// Draw rectangle: x, y, w, h are all float64 parameters
ctx.DrawRectangle(x, y, w, h)

另见相关：

使用 'Floating Point Numbers' 绘制图像

Draw images with 'Floating Point Numbers'

c#

drawing

go