C# Winform 使用GDI+ 绘制实时曲线图、面积曲线图
问题来源
最近为了公司界面的美化，想将原来的单纯曲线图绘制变成曲线面积图。
功能需求
1.通过一系列的点，绘制出曲线面积图或者曲线图。
2.能够实现实时界面刷新。
3.曲线图里面的很多属性都能自定义。
需求分析
功能实现分析
1.GDI+绘图可以实现点与点之间的连接，而且能够实现路径（GraphicsPath）相连和路径填充。将一系列的点连接起来就是曲线图了，如果要将一系列点围城的图形填充起来就是面积曲线图了。
2.GDI+能够将图片（Image）直接绘制到控件（Control）上，所以将1中得到的曲线图转换成Image所能识别的图像，实时返回给GDI+，然后GDI+就直接将图片实时绘制到控件上，就能实现实时刷新。
3.在绘制曲线图时，通过类来对绘制的图片进行封装，将曲线图进行抽象，剥离相关属性使外界可以随时访问。
如果对GDI+不太熟悉的小伙伴请先去看看GDI+哟，对于读懂下面的代码有帮助。
话不多说了，来看看实现吧！
具体实现
曲线图类
为了节省空间我在这儿就不在累述了，希望读者仔细研究代码。注意：这里使用的数据接受类型为List
public class GraphEdit
{
///
/// 画板宽度
///
public int BoardWidth { get; set; }
///
/// 画板高度
///
public int BoardHeight { get; set; }
///
/// 画板背景颜色
///
public Color BoardColor { get; set; }
///
/// 画图区域颜色
///
public Color AreasColor { get; set; }
///
/// 曲线图颜色
///
public Color GraphColor { get; set; }
///
/// 坐标轴颜色
///
public Color AxisColor { get; set; }
///
/// 刻度线颜色
///
public Color ScaleColor { get; set; }
///
/// 当前绘制的图
///
public Bitmap CurrentImage { get; set; }
///
/// 垂直（纵向）边距（画图区域距离左右两边长度）
///
public int VerticalMargin { get; set; }
///
/// 平行（横向）边距（画图区域距离左右两边长度）
///
public int HorizontalMargin { get; set; }
///
/// X轴刻度线数量
///
public int XScaleCount { get; set; }
///
/// Y轴刻度线数量
///
public int YScaleCount { get; set; }
public GraphEdit(int width, int height, Color boradColor)
{
this.BoardWidth = width;
this.BoardHeight = height;
this.BoardColor = boradColor;
//默认值
this.XScaleCount = 12;
this.YScaleCount = 5;
}
///
/// 获得当前数据画出的曲线面积图
///
/// 需要绘制的数据
/// X轴范围（data数据里面的实际范围）
/// Y轴范围（data数据里面的实际范围）
/// 是否需要面积填充
/// 当前的曲线面积图
public Image GetCurrentGraph(List data, float xRange, float yRange, bool isFill)
{
CurrentImage = new Bitmap(BoardWidth, BoardHeight);
Graphics g = Graphics.FromImage(CurrentImage);
g.SmoothingMode = SmoothingMode.AntiAlias; //反锯齿
g.Clear(BoardColor);
//1.确定曲线图区域
int iAreaWidth = BoardWidth - 2 * HorizontalMargin; //画图区域宽度
int iAreaHeight = BoardHeight - 2 * VerticalMargin; //画图区域高度
Point pAreaStart = new Point(HorizontalMargin, VerticalMargin); //画图区域起点
Point pAreaEnd = new Point(BoardWidth - HorizontalMargin, BoardHeight - VerticalMargin); //画图区域终点
Point pOrigin = new Point(HorizontalMargin, BoardHeight - VerticalMargin); //原点
Rectangle rectArea = new Rectangle(pAreaStart, new Size(iAreaWidth, iAreaHeight));
SolidBrush sbAreaBG = new SolidBrush(AreasColor);
g.FillRectangle(sbAreaBG, rectArea);
sbAreaBG.Dispose();
//2.确定坐标轴
Pen penAxis = new Pen(AxisColor, 5);
penAxis.EndCap = LineCap.ArrowAnchor;
g.DrawLine(penAxis, pOrigin, new Point(pAreaStart.X, pAreaStart.Y - VerticalMargin / 2));
g.DrawLine(penAxis, pOrigin, new Point(pAreaEnd.X + HorizontalMargin / 2, pAreaEnd.Y));
penAxis.Dispose();
//3.确定刻度线和标签
Pen penScale = new Pen(ScaleColor, 1);
int fontSize = 8;
for (int i = 0; i <= XScaleCount; i++)
{
int x = i * (iAreaWidth / XScaleCount) + pAreaStart.X;
g.DrawLine(penScale, x, pAreaStart.Y, x, pAreaEnd.Y);
string lbl = (i * (xRange / XScaleCount)).ToString();
if (xRange == 1440) //如果按照一天分钟时间显示
lbl = (i * (xRange / XScaleCount) / 60).ToString();
if (i != 0)
{ g.DrawString(lbl, new Font("微软雅黑", fontSize, FontStyle.Regular), new SolidBrush(AxisColor), new Point(x - fontSize, pAreaEnd.Y + VerticalMargin / 9)); }
}
for (int i = 0; i <= YScaleCount; i++)
{
int y = pAreaEnd.Y - (i * (iAreaHeight / YScaleCount));
g.DrawLine(penScale, pAreaStart.X, y, pAreaEnd.X, y);
string lbl = (i * (yRange / YScaleCount)).ToString();
g.DrawString(lbl, new Font("微软雅黑", fontSize, FontStyle.Regular), new SolidBrush(AxisColor), new Point(pAreaStart.X - (fontSize * lbl.Length) - HorizontalMargin / 9, y - fontSize / 2));
}
//4.画曲线面积
//4.1得到数据
//4.2数据排序 ：为了能顺序画出图，需要对X轴上的数据进行排序 冒泡排序
List listPointData = SortingData(data);
//4.3.数据转换：将实际的数据转换到图上的点
List listPointGraphics = new List();//图上的点
foreach (Point point in listPointData)
{
Point p = new Point();
p.X = pAreaStart.X + Convert.ToInt32((iAreaWidth / xRange) * point.X); //120为实际值的取值范围0-120
p.Y = pAreaStart.Y + (iAreaHeight - Convert.ToInt32((iAreaHeight / yRange) * point.Y)); //1000为实际值取值范围0-1000
listPointGraphics.Add(p);
}
//4.3将点的集合加入到画曲线图的路径中
GraphicsPath gpArea = new GraphicsPath();
//第一个点 //起点要从X轴上开始画 结束点也要画回X轴：即在开始点和结束点要多画一次原点的Y
gpArea.AddLine(new Point(listPointGraphics[0].X, pOrigin.Y), listPointGraphics[0]);
//中间点
for (int i = 0; i < listPointGraphics.Count - 1; i++) //注意：超出数组界限时，编译器不会出错
{
gpArea.AddLine(listPointGraphics[i], listPointGraphics[i + 1]);
}
//最后一个点
gpArea.AddLine(listPointGraphics[listPointGraphics.Count - 1], new Point(listPointGraphics[listPointGraphics.Count - 1].X, pOrigin.Y));
SolidBrush brush = new SolidBrush(GraphColor);//定义单色画刷
if (isFill)
{
g.FillPath(brush, gpArea); //填充
}
else
{
g.DrawPath(new Pen(GraphColor, 5), gpArea); //边缘
}
gpArea.CloseFigure(); //是否封闭
return CurrentImage;
}
///
/// 数据排序
///
///
/// SortingData(List lp)
{
for (int i = 0; i < lp.Count - 1; i++)
{
for (int j = 0; j < lp.Count - 1 - i; j++)// j开始等于0，
{
if (lp[j].X > lp[j + 1].X)
{
Point temp = lp[j];
lp[j] = lp[j + 1];
lp[j + 1] = temp;
}
}
}
return lp;
}
}
在Form1中进行调用演示
再演示中都是使用随机数生成的一些数据。直接画在Form1的窗体上。
1.单纯曲线图
public partial class Form1 : Form
{
public Form1()
{
InitializeComponent();
}
private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
{
LoadingUI();
}
GraphEdit graphEdit;
Color boardColor = Color.FromArgb(17, 81, 138);//指定绘制图的背景色
Thread toUpdate; //刷新线程
private void LoadingUI()
{
graphEdit = new GraphEdit(640,350 , boardColor);
graphEdit.HorizontalMargin = 50; //横水平边距
graphEdit.VerticalMargin = 80; //竖垂直边距
graphEdit.AreasColor = Color.FromArgb(100, 0, 0, 0); //画图区域颜色
graphEdit.GraphColor = Color.FromArgb(255, 110, 176); //曲线面积颜色
graphEdit.AxisColor = Color.FromArgb(255, 255, 255); //坐标轴颜色
graphEdit.ScaleColor = Color.FromArgb(20, 255, 255, 255); //刻度线颜色
graphEdit.XScaleCount = 24; //X轴刻度线数量
graphEdit.YScaleCount = 10; //Y轴刻度线数量
toUpdate = new Thread(new ThreadStart(Run));
toUpdate.Start();
}
private void Run()
{
while (true)
{
Image image = graphEdit.GetCurrentGraph(this.GetBaseData(), XRange, YRange,false); //如果是面积曲线图将最后一个参数设为true
Graphics g = this.CreateGraphics(); //指定使用那个控件来接受曲线图
g.DrawImage(image, 0, 0);
g.Dispose();
Thread.Sleep(500); //每2秒钟刷新一次
}
}
float XRange = 1440; //X轴最大范围（0-1440）
float YRange = 500; //Y轴最大范围（0-500）
///
/// 得到（数据库）数据
///
/// GetBaseData()
{
Random r = new Random();
List result = new List(); //数据
for (int i = 0; i < XRange-200; i+=30)
{
Point p;
if(i<100)
p = new Point(i, r.Next(180, 200));
else
p = new Point(i, r.Next(200, 220));
result.Add(p);
}
return result;
}
private void Form1_FormClosing(object sender, FormClosingEventArgs e)
{
try
{
toUpdate.Abort();
}
catch (Exception)
{
Environment.Exit(0);
}
}
} 效果图
2.面积曲线图
代码只需要修改下面这行代码
Image image = graphEdit.GetCurrentGraph(this.GetBaseData(), XRange, YRange,true); //如果是面积曲线图将最后一个参数设为true效果图：
下载地址：
https://github.com/mefdeamon/AreaGraphsInWinform
心得总结
GDI+是最近才开始接触的工具，功能很强大，值得挖掘的东西很多。好的界面效果是我一直追求的，希望未来的路越来越长。
对于编程而言，实现的思路很重要，很多时候我们需要画图和打草稿来完善我们思路。
新手上路，不足之处，详加批注，共勉滋补