克服 32 位限制，当使用由数百万单位翻译的 System.Drawing.Graphics 表面时

Question

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在 .NET WinForms 中，我构建了一个地图控件，因此我可以绘制几何图形和渲染卫星图像。与任何 2D 投影一样，地理坐标映射到 2D 表面。但是当您放大时，您会注意到当您移动到更高的纬度和经度值时，生成的 2D 坐标达到百万单位的数量级。

问题：

您可以 pan/zoom 处理大型图片（例如地图）的方法是使用变换矩阵平移绘图表面。 GDI+ 使用 float 进行内部计算（根据 .NET System.Drawing 命名空间可以看出）。问题是，当你的 float 增长到数百万时，你会失去小数点的精确度，事情开始变得奇怪起来。即使屏幕以离散整数类型（1 像素的倍数）工作，渲染操作和转换仍然需要使用 float 数学。

代码：

public void Render(Graphics gfx, ICamera camera, Polygon polygon) {
    var points = polygon.Points();
    if (!(FillBrush is null)) {
        gfx.FillPolygon(FillBrush, points);
    }
    if (!(OutlinePen is null)) {
        gfx.DrawPolygon(OutlinePen, points);
    }
}

如下图所示，地图显示了一个填充的多边形，后跟一个轮廓。请注意虚线轮廓的奇怪结果，而填充似乎是正确的。然而，这两个操作都采用相同的 Point[] 作为输入。

所以唯一合理的推理是 GDI+ 浮点计算会出现 rounding/truncation 错误。

当我仔细观察每个坐标的值，就在它们被转换为整数以提供给绘图方法之前，这一点很明显：

您已经可以看到值是 .0 或 .5，当前值的数量级为数百万。随着您放大得更多，错误可能会变得更糟。

我在将图块渲染到位时遇到了类似的问题。他们也有舍入错误，有时他们会跳出 1 或 2 个像素不对齐。我解决这个问题的方法是让它们重叠一点。

问题和想法：

我如何解决 GDI+ 在转换图形表面时丢失精度的限制以百万为单位？

我认为主要问题是 Matrix.Translate() 调用使可见区域偏移了数百万像素。如果我能以某种方式避免将表面平移那么多...但似乎无法避免。

即使我可以轻松地重写 Matrix class 以使用 double 类型，GDI+ 仍然在 32 位 float.

中运行

Answer 1

管理大地坐标需要 double-precision 数学，否则您将失去（投影的）高坐标幅度值的精度。

不知道你用的是哪种地图投影。通常，投影模型需要一个投影中心，即投影平面原点(0, 0)。将投影中心设置为当前地图视图的坐标会使投影坐标值的幅度降低（因为它们靠近投影中心）。

每次重新居中地图时都会更改投影中心，并且只有在最低缩放级别时才需要双精度。

克服 32 位限制，当使用由数百万单位翻译的 System.Drawing.Graphics 表面时

Overcoming 32-bit limitations, when using a System.Drawing.Graphics surface translated by millions of units

.net

c#

gdi+

winforms

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