c# 中的可缩放、可打印、可滚动的火车运动图

Question

我需要用 C# 构建一个图形化的火车时刻表可视化工具。实际上我必须在 C# 中重建 this perfect tool。 Marey's Trains 图表必须可缩放、可滚动，并且 printable/exportable 为带有矢量图形元素的 PDF。

你能给我一些提示吗？我应该如何开始呢？我应该使用什么样的库？

是否值得尝试使用像 OxyPlot 这样的图形库？也许它不是最好的，因为特殊的轴和不规则的网格——正如我所想的那样。你怎么看？

Answer 1

无论您使用哪种图表工具，一旦您需要特殊类型的显示，您总是需要添加一些额外的代码。

这里是一个使用MSChart控件的例子。

请注意它对导出矢量格式有限制：

它可以导出为各种formats, including 3 EMF类型；然而，只有一些应用程序可以实际使用它们。不确定您使用的 PDF 库..!

如果您不能使用 Emf 格式，您可以通过使 Chart 控件非常大，导出到 Png 然后使 Dpi 分辨率比保存后的默认屏幕分辨率大得多。将其设置为 600 或 1200dpi 应该适用于大多数 pdf 使用..

现在让我们看一个例子：

一些注意事项：

我在很多方面让我的生活变得更轻松。我只编码了一个方向，我没有把公鸡反转，所以它只能从下到上。
我没有使用真实数据，而是自己编造的。
我没有创建一个或多个类来保存站数据；相反，我使用了一个非常简单的 Tuple.
我还没有创建 DataTable 来保存火车数据。相反，我编造它们并即时将它们添加到图表中..
我没有测试，但缩放和滚动应该也能正常工作..

这是保存我的电台数据的List<Tuple>：

// station name, distance, type: 0=terminal, 1=normal, 2=main station
List<Tuple<string, double, int>> TrainStops = null;

我是这样设置图表的：

Setup24HoursAxis(chart1, DateTime.Today);
TrainStops = SetupTrainStops(17);
SetupTrainStopAxis(chart1);

for (int i = 0; i < 23 * 3; i++)
{
    AddTrainStopSeries(chart1, DateTime.Today.Date.AddMinutes(i * 20),
                       17 - rnd.Next(4), i% 5 == 0 ? 1 : 0);
}
// this exports the image above:
chart1.SaveImage("D:\trains.png", ChartImageFormat.Png);

每 20 分钟创建一列火车，停靠 14-17 站，每 5 列火车创建一列快速火车。

以下是我调用的例程：

设置 x-axis 以保留一天的数据非常简单。

public static void Setup24HoursAxis(Chart chart, DateTime dt)
{
    chart.Legends[0].Enabled = false;

    Axis ax = chart.ChartAreas[0].AxisX;
    ax.IntervalType = DateTimeIntervalType.Hours;
    ax.Interval = 1;
    ax.Minimum =  dt.ToOADate();
    ax.Maximum = (dt.AddHours(24)).ToOADate();
    ax.LabelStyle.Format = "H:mm";
}

创建具有随机距离的站点列表也非常简单。我做了第一个和最后一个终端，每五个一个主站。

public List<Tuple<string, double, int>> SetupTrainStops(int count)
{
    var stops = new List<Tuple<string, double, int>>();
    Random rnd = new Random(count);
    for (int i = 0; i < count; i++)
    {
        string n = (char)(i+(byte)'A') + "-Street";
        double d = 1 + rnd.Next(3) + rnd.Next(4) + rnd.Next(5) / 10d;
        if (d < 3) d = 3;  // a minimum distance so the label won't touch
        int t = (i == 0 | i == count-1) ? 0 : rnd.Next(5)==0 ? 2 : 1;
        var ts = new Tuple<string, double, int>(n, d, t);
        stops.Add(ts);
    }
    return stops;
}

现在我们有了火车停靠站，我们可以设置 y-axis:

public void SetupTrainStopAxis(Chart chart)
{
    Axis ay = chart.ChartAreas[0].AxisY;
    ay.LabelStyle.Font = new Font("Consolas", 8f);
    double totalDist = 0;
    for (int i = 0; i < TrainStops.Count; i++)
    {
        CustomLabel cl = new CustomLabel();
        cl.Text = TrainStops[i].Item1;
        cl.FromPosition = totalDist - 0.1d;
        cl.ToPosition = totalDist + 0.1d;
        totalDist += TrainStops[i].Item2;
        cl.ForeColor = TrainStops[i].Item3 == 1 ? Color.DimGray : Color.Black;
        ay.CustomLabels.Add(cl);
    }
    ay.Minimum = 0;
    ay.Maximum = totalDist;
    ay.MajorGrid.Enabled = false;
    ay.MajorTickMark.Enabled = false;
}

这里需要注意几点：

由于值非常动态，我们不能使用固定 Interval 间距的正常 Labels。
所以我们改为创建 CustomLabels。
对于这些，我们需要两个值来确定 space 它们应居中的位置。所以我们通过 adding/subtracting 0.1d.
我们已经计算出总距离，并用它来设置y-axis的Maximum。再说一次：要模仿你展示的时间表，你必须在这里和那里做一些倒车..
通过添加CustomLabels，正常的自动关闭。由于我们在 不规则 间隔需要 MajorGridlines，因此我们也关闭了正常间隔。因此，我们必须自己绘制它们。并不像你看到的那么难..:[=129=]

为此，我们编写了 xxxPaint 事件之一：

private void chart1_PostPaint(object sender, ChartPaintEventArgs e)
{
    Axis ay = chart1.ChartAreas[0].AxisY;
    Axis ax = chart1.ChartAreas[0].AxisX;

    int x0 = (int) ax.ValueToPixelPosition(ax.Minimum);
    int x1 = (int) ax.ValueToPixelPosition(ax.Maximum);

    double totalDist = 0;
    foreach (var ts in TrainStops)
    {
        int y = (int)ay.ValueToPixelPosition(totalDist);
        totalDist += ts.Item2;
        using (Pen p = new Pen(ts.Item3 == 1 ? Color.DarkGray : Color.Black, 
                               ts.Item3 == 1 ? 0.5f : 1f))
            e.ChartGraphics.Graphics.DrawLine(p, x0 + 1, y, x1, y);
    }
    // ** Insert marker drawing code (from update below) here !
}

注意轴的ValueToPixelPosition转换函数的使用！

现在是最后一部分：如何添加 Series 训练数据..:[=51=]

public void AddTrainStopSeries(Chart chart, DateTime start, int count, int speed)
{
    Series s = chart.Series.Add(start.ToShortTimeString());
    s.ChartType = SeriesChartType.Line;
    s.Color = speed == 0 ? Color.Black : Color.Brown;
    s.MarkerStyle = MarkerStyle.Circle;
    s.MarkerSize = 4;

    double totalDist = 0;
    DateTime ct = start;
    for (int i = 0; i < count; i++)
    {
        var ts = TrainStops[i];
        ct = ct.AddMinutes(ts.Item2 * (speed == 0 ? 1 : 1.1d));
        DataPoint dp = new DataPoint( ct.ToOADate(), totalDist );
        totalDist += TrainStops[i].Item2;
        s.Points.Add(dp);
    }
}

请注意，由于我的数据不包含真实的 arrival/departure 次，因此我根据距离和一些速度因素计算了它们。您当然会使用您的数据！

另请注意，我使用了带有额外 Marker 圆圈的 Line 图表。

另请注意，每个火车系列都可以轻松 disabled/hidden 或再次带回。

让我们只显示快车：

private void cbx_ShowOnlyFastTrains_CheckedChanged(object sender, EventArgs e)
{
    foreach (Series s in chart1.Series)
        s.Enabled = !cbx_ShowOnlyFastTrains.Checked || s.Color == Color.Brown;
}

当然，对于强大的应用程序，您不会依赖神奇的颜色；-) 相反，您可以将 Tag 对象添加到 Series 以保存各种火车信息。

更新：如您所见，绘制的 GridLines 覆盖了 Markers。您可以在此处插入这段代码 (**)；它将 owner-draw Markers 在 xxxPaint 事件结束时。

int w = chart1.Series[0].MarkerSize;
foreach(Series s in chart1.Series)
foreach(DataPoint dp in s.Points)
{
    int x = (int) ax.ValueToPixelPosition(dp.XValue) - w / 2;
    int y = (int) ay.ValueToPixelPosition(dp.YValues[0])- w / 2;
        using (SolidBrush b = new SolidBrush(dp.Color))
            e.ChartGraphics.Graphics.FillEllipse(b, x, y, w, w);
}

Close-up:

c# 中的可缩放、可打印、可滚动的火车运动图

Zoomable, printable, scrollable train movement graphs in c#

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