月份: 2020 年 11 月

2020-11-03

使用四叉樹優化碰撞檢測

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四叉樹是干什麼的？

百度百科
四元樹又稱四叉樹是一種樹狀數據結構，在每一個節點上會有四個子區塊。四元樹常應用於二維空間數據的分析與分類。 它將數據區分成為四個象限。數據範圍可以是方形或矩形或其他任意形狀。
從定義我們可以看出重點信息：

  1. 樹狀結構
  2. 四個區塊
  3. 分類
  4. 矩形

圖示講解

講解之前需要先說明一下四叉樹是用來做什麼的，明白了原理才好理解它的行為。
使用四叉樹就是使用分類的方法，減少碰撞節點的個數，只取出與給定碰撞體相同區域或者壓在碰撞體所在區域邊上的對象。

  1. 將遊戲屏幕分為四個區域。
  2. 插入對象
  3. 插入的對象超過了我們設置的閾值時，劃分
  4. 插入的對象再次超過了我們設置的閾值時，繼續分。

分析

插入

從上面的圖示我們可以很好理解四叉樹的原理。涉及的都是插入操作。
那麼插入操作具體都做了什麼呢？

從代碼中我們可以看出：

  1. 當插入第一個對象的時候只走了2；這個時候沒有子樹，所以不會走1，因為objects（管理的對象）的長度還沒有超過我們設置的閾值MAX_OBJECTS,所以也不會走3。
  2. 一直插入，當objects中的數量，超過了我們設置的閾值MAX_OBJECT,就會開始劃分，產生子樹，有了nodes，劃分之後將自己管理的節點插入到子樹中。再此之前，都不會走1，因為還沒有產生子樹。
  3. 劃分之後再次插入新對象，如果對象可以獲得對應的象限，就會走1 不會走2和3，如果沒有獲得對應的象限才會走2，3（沒有獲得的情況可能是你創建的對象在屏幕外，遊戲中很多情況是敵人從屏幕外走進屏幕的，具體可參考我做的《星際迷航》或者《星際戰》遊戲）。

更新對象

我是把四插入作為了對象管理器使用，要不然對象也需要更新，所以有了這一步操作。如果不這樣你需要自己創建對象管理器，一個一個放進去，刪除。通過四叉樹直接管理省了不少事情。

更新象限信息。

這是一個遞歸操作，更新象限做的事情比較多了。

  1. 檢查對象是否存活，如果死亡就回收，我這裏使用了對象池，所以對象實現了poolAble接口。

  2. 判斷對象的所佔區域是否在四叉樹的區域內
    這裏需要說明的是一個四叉樹本身的區域是它管理的四個象限這麼大。也就是一個四叉樹管理四個象限

    不在管理區域的話需要判斷當前this是否為根節點，如果是說明對象已經出屏了。（這個時候可以通過對象實現的isVisible接口來控制是否回收，因為不是所有在屏幕外的都要回收，比如要進入屏幕的敵人，是不可能回收的，所以需要自己用isVisible接口來控制）。如果不是就將對象放入根節點，重新劃分。

  3. 在管理區域內，就看看在四叉樹管理的哪個象限里。更新象限信息。

    如果沒有變化什麼都不過，如果有變化，先判斷象限是否為-1，為什麼會出現-1，也就是不在四個象限的任何一個象限？因為壓線了。此番操作后的結果如下圖。

根據給定矩形獲取對象列表

  1. 第一個是步長，用於獲取深度，當然深度越長，處理的時間越長，獲取的對象也精細。這個可以根據自己遊戲的同屏四叉樹層級而定了。
  2. 如果通過obj的rect獲得對象所在象限如果獲得了對應的象限，用獲得的象限的四叉樹再獲取。如果壓線的話就需要將碰撞的兩個象限的內容都取出來。
  3. 返回四叉樹中沒有分割象限的對象。

怎麼用呢？

自然就是把要碰撞的對象傳給retrieve函數獲得需要碰撞的對象列表進行碰撞檢測了。
也就是文章靠頭說的：
使用四叉樹就目的是為了減少碰撞節點的個數。使用的是分類的方法。
至於用什麼樣的碰撞檢測函數，不是四叉樹關心的事情，

至於用幾個四叉樹管理對象，也不是四叉樹關心的事情。

結語

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2020-11-03

C# WPF – MVVM實現OPC Client管理系統

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前言

本文主要講解採用WPF MVVM模式設計OPC Client的過程，算作對於WPF MVVM架構的學習記錄吧！不足之處請不吝賜教，感謝！

涉及知識點

  • C#基礎
  • Xaml基礎
  • 命令、通知和數據綁定
  • Prism+Blend
  • MahApps.Metro(第三方框架)
  • OPC

項目實現功能

  • 用戶登陸（模擬登陸過程，未連接數據庫）
  • OPC同步讀寫、異步讀寫操作等

開發環境

  • Window 10
  • Visual Studio 2019
  • .Net Framework 4.8

成品效果圖

項目詳解

MVVM框架搭建

為了節省開發時間，在事件綁定上使用了Prism框架，OPC通信方面使用了OPCDAAuto.dll類庫，二者均可以通過Nuget方式安裝到項目中。

  • 定義了一個DelegateCommand類用來處理屬性和命令；
  • 定義了一個NotificationObject類用來通知屬性和命令的改變；

注意：在使用事件綁定時，需要添加引用 xmlns:i=”http://schemas.microsoft.com/xaml/behaviors”，然後根據控件對應事件的名稱設置綁定命令即可。

比如我們想給ComboBox的SelectionChanged事件設置一個事件綁定，可這麼寫

xaml代碼：

<ComboBox
    x:Name="CombServerList"
    Width="120"
    Margin="{StaticResource ControlMargin}"
    ItemsSource="{Binding ServerList}">
    <!--  事件綁定  -->
    <i:Interaction.Triggers>
          <i:EventTrigger EventName="SelectionChanged">
             <i:InvokeCommandAction Command="{Binding SelectionChangedCommand}" CommandParameter="{Binding ElementName=CombServerList}" />
          </i:EventTrigger>
     </i:Interaction.Triggers>

</ComboBox>

View Code

VM代碼：

        public ICommand SelectionChangedCommand
        {
            get
            {
                return new Prism.Commands.DelegateCommand<ComboBox>((combobox) =>
                {
                   // 業務邏輯
                });
            }
        }

View Code

相關類的定義代碼如下：

 public class DelegateCommand : ICommand
    {
        public event EventHandler CanExecuteChanged;

        /// <summary>
        /// 判斷判斷命令是否可以被執行
        /// </summary>
        /// <param name="parameter"></param>
        /// <returns></returns>
        public bool CanExecute(object parameter)
        {
            if (this.CanExecuteFunc != null)
            {
                this.CanExecuteFunc(parameter);
            }
            else
            {
                return true;
            }
            return false;
        }

        /// <summary>
        /// 執行相關的函數或者命令
        /// </summary>
        /// <param name="parameter"></param>
        public void Execute(object parameter)
        {
            if (this.ExecuteAction != null)
            {
                this.ExecuteAction(parameter);
            }
            else
            {
                return;
            }
        }

        /// <summary>
        /// 聲明一個委託用來執行命令對應的方法
        /// </summary>
        public Action<object> ExecuteAction { get; set; }

        /// <summary>
        /// 聲明一個方法，用來判斷命令是否可以被執行
        /// </summary>
        public Func<object, bool> CanExecuteFunc { get; set; }

    }

DelegateCommand 

public class NotificationObject : INotifyPropertyChanged
    {
        /// <summary>
        /// 實現接口
        /// </summary>
        public event PropertyChangedEventHandler PropertyChanged;

        /// <summary>
        /// 通知屬性的改變
        /// </summary>
        /// <param name="propertyName"></param>
        public void RaisePropertyChanged(string propertyName)
        {
            if (this.PropertyChanged != null)
            {
                this.PropertyChanged.Invoke(this, new PropertyChangedEventArgs(propertyName));
            }
        }
    }

NotificationObject

UI界面搭建

這裏主要採用第三方開源框架MahApps.Metro，可以通過NuGet方式安裝到項目中，這裏不再展開講解，感興趣的朋友可以參考 MahApps.Metro – Quick Start

OPC相關處理

大致分為如下幾步：

  • 獲取OPC服務列表
  • 連接OPC服務
  • 創建分組
  • 獲取項目列表
  • 添加項目到分組中
  • 對項目的內容進行讀寫操作

比較簡單，不再展開了。

登陸界面

這裏我們說一說登陸界面的實現，由於追求PURE MVVM，所以這裡有三點需要說明一下：

  • PasswordBox綁定
  • 圓形頭像
  • 登陸窗體切換

PasswordBox綁定：自定義幫助類，使用PasswordBoxBehavior實現綁定；

圓形頭像：自定義樣式，增加Image圓角屬性；

登陸窗體切換：藉助prism的shell。

至此，已全部結束。

  作者：Jeremy.Wu
  出處：https://www.cnblogs.com/jeremywucnblog/
  本文版權歸作者和博客園共有，歡迎轉載，但未經作者同意必須保留此段聲明，且在文章頁面明顯位置給出原文連接，否則保留追究法律責任的權利。

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