C# Равномерное круговое движение

Question

Мне нужно реализовать простую анимацию шара, движущегося в равномерном круговом движении. Я пробовал несколько формул, и следующая версия кажется лучшей до сих пор. Однако есть еще две проблемы, и я действительно не могу понять, что не так. Сначала, через пару секунд сразу после запуска программы, шар перемещается беспорядочно. Я думаю, что значения для theta (угол в радианах) вычисляются неправильно, но я не знаю почему. Во-вторых, через некоторое время движение становится более равномерным, но со временем оно со временем уменьшается. Значение «скорость» указывает количество секунд, необходимое для полного оборота. То, что я хочу, - это равномерное, правильное круговое движение (в соответствии со значением скорости) и без дряхлости в начале.

Мой код до сих пор:

public partial class ServerForm : Form 
{ 
    Stopwatch watch; 

    //Angular velocity 
    float angularVelocity; 

    //Angle 
    float theta = 20; 

    //Speed - time to complete a full revolution, in seconds 
    private float speed = 3; 

    //Circle center 
    private int centerX = 250; 
    private int centerY = 200; 

    //Circle radius 
    private float R = 120; 

    //Current position 
    private LocationData currentLocation; 

    public ServerForm() 
    { 
     InitializeComponent(); 
    } 

    public void UpdateUI() 
    {    
     currentLocation.CoordX = (float)(centerX + Math.Cos(theta) * R); 
     currentLocation.CoordY = (float)(centerY + Math.Sin(theta) * R); 
     currentLocation.Speed = speed; 

     try 
     { 
      this.Invoke(new Action(() => { this.Invalidate(); })); 
     } 
     catch (Exception ex) 
     { 
      watch.Stop(); 
      Application.Exit(); 
     } 

     theta += (float)((angularVelocity * 1000/watch.ElapsedMilliseconds));    
     //Console.Out.WriteLine("elapsed miliseconds: " + watch.ElapsedMilliseconds + " theta = " + theta); 

    } 

    protected override void OnPaint(PaintEventArgs e) 
    { 
     Graphics g = e.Graphics; 
     Brush color = new SolidBrush(Color.BlueViolet); 

     g.FillEllipse(color, currentLocation.CoordX, currentLocation.CoordY, 30, 30); 

     //Draw circle & center 
     g.DrawEllipse(new Pen(color), centerX, centerY, 5, 5); 

     float x = centerX - R; 
     float y = centerY - R; 
     float width = 2 * R; 
     float height = 2 * R; 
     g.DrawEllipse(new Pen(color), x, y, width, height); 

     base.OnPaint(e); 
    } 

    private void button1_Click(object sender, EventArgs e) 
    { 
     if (!String.IsNullOrEmpty(textSpeed.Text)) 
     { 
      ResetValues(float.Parse(textSpeed.Text));     
     } 
    } 

    private void ResetValues(float newSpeed) 
    { 
     speed = newSpeed; 
     angularVelocity = (float)(2 * Math.PI/speed); // radians/sec 

     //Start at the top 
     currentLocation.CoordX = centerX; 
     currentLocation.CoordY = centerY - R; 

     theta = 90; 

     watch.Restart();    
    } 

    private void ServerForm_Load(object sender, EventArgs e) 
    { 
     watch = new Stopwatch();    

     timer1.Enabled = true; 
     timer1.Interval = 100; 
     timer1.Tick += timer1_Tick;    

     currentLocation = new LocationData(); 
     ResetValues(speed);   
    } 

    void timer1_Tick(object sender, EventArgs e) 
    { 
     UpdateUI(); 
    } 

} 

LocationData просто класс держит координаты & текущую скорость. Являются ли единицы измерения для времени & угловой скоростью (и преобразованиями использования милисекунд) правильно?

UPDATE: изменил BackgroundWorker на Timer, но я все еще получаю это неустойчивое движение, и движение замедляется через некоторое время.

Answer 1

Попробуйте использовать System.Windows.Forms.Timer вместо BackgroundWorker. Я считаю, что вы получите более последовательные результаты. Это определенно не подходит для использования BackgroundWorker.

Это более или менее полное решение. Обратите внимание, что я масштабирую радиус поворота и радиус шара по размеру Формы.

public partial class Form1 : Form 
{ 
    public Form1() 
    { 
     InitializeComponent(); 
     SetStyle(ControlStyles.AllPaintingInWmPaint, true); 
     SetStyle(ControlStyles.Opaque, true); 
     SetStyle(ControlStyles.ResizeRedraw, true); 
     SetStyle(ControlStyles.DoubleBuffer, true); 
     SetStyle(ControlStyles.UserPaint, true); 
    } 

    private void Form1_Load(object sender, System.EventArgs e) 
    { 
     _stopwatch.Start(); 
    } 

    private void Timer1_Tick(object sender, System.EventArgs e) 
    { 
     Invalidate(); 
    } 

    protected override void OnPaint(PaintEventArgs e) 
    { 
     base.OnPaint(e); 

     e.Graphics.Clear(BackColor); 

     const float rotationTime = 2000f; 

     var elapsedTime = (float) _stopwatch.ElapsedMilliseconds; 

     var swingRadius = Math.Min(ClientSize.Width, ClientSize.Height)/4f; 

     var theta = Math.PI * 2f * elapsedTime/rotationTime; 

     var ballRadius = Math.Min(ClientSize.Width, ClientSize.Height)/10f; 

     var ballCenterX = (float) ((ClientSize.Width/2f) + (swingRadius * Math.Cos(theta))); 

     var ballCenterY = (float) ((ClientSize.Height/2f) + (swingRadius * Math.Sin(theta))); 

     var ballLeft = ballCenterX - ballRadius; 

     var ballTop = ballCenterY - ballRadius; 

     var ballWidth = ballRadius * 2f; 

     var ballHeight = ballRadius * 2f; 

     e.Graphics.FillEllipse(Brushes.Red, ballLeft, ballTop, ballWidth, ballHeight); 

     e.Graphics.DrawEllipse(Pens.Black, ballLeft, ballTop, ballWidth, ballHeight); 
    } 

    private readonly Stopwatch _stopwatch = new Stopwatch(); 
}