Поворот изображения вокруг центра

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.

. ОПИСАНИЕ АЛГОРИТМА ПОВОРОТА ИЗОБРАЖЕНИЯ

. РАЗРАБОТКА ПРИЛОЖЕНИЯ НА ЯЗЫКЕ ПРОГРАММИРОВАНИЯ C#

.1 Описание приложения

.2 Тестирование приложения

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ВВЕДЕНИЕ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

В рамках изучения дисциплины «Получение и обработка изображений» в качестве контрольной работы поставлена задача описать алгоритм и реализовать функцию поворота изображения вокруг центра на заданный пользователем угол. Косинус и синус угла вычислять единожды. Все исходные параметры задавать произвольно, осуществлять проверку на соответствие диапазону допустимых значений.

1. Описание алгоритма поворота изображения

Для поворота изображения на заданный в градусах угол используется функция private Bitmap RotateImage(Bitmap Image, int angle).

Входные параметры:Image - изображение для поворота;angle - угол поворота в градусах.

Функция возвращает повёрнутое на заданный угол изображение.

Алгоритм работы функции:

)        На вход подаётся изображение и угол поворота в градусах;

)        Вычисление синуса и косинуса угла поворота (единожды). Угол поворота задан в радианах;

)        Вычисление новой ширины и высоты изображения, используя вычисленный синус и косинус угла поворота;

)        Инициализация массива структур тира Point (Point [] points = new Point [3]), которые определяют параллелограмм.

)        В зависимости от угла поворота (в какой четверти он лежит в радианах) происходит вычисление координат трёх точек для построения нового изображения. Вычисление координат происходит на основе пункта (3) данного алгоритма (новая ширина и высота - пересчет координат Х и У точек);

)        Отрисовка повёрнутого изображения по трём точкам (левый верхний, правый верхний и левый нижний углы параллелограмма. Четвёртая точка экстраполируется на основе первых трёх).

g.DrawImage(Image, points); - функция прорисовки.

7) Возвращение повёрнутого изображения для использования вне данной функции.

Центрирование изображения осуществляется свойством элемента pictureBox1.SizeMode = PictureBoxSizeMode.CenterImage;

2. РАЗРАБОТКА ПРИЛОЖЕНИЯ НА ЯЗЫКЕ ПРОГРАММИРОВАНИЯ C#

В качестве инструмента разработки приложения по обработке изображения была выбрана среда MS Visual Studio 2012. Языком программирования выбран C#. Данный инструментарий предоставляет достаточный спектр возможностей по работе с графикой.

Разработано приложение согласно поставленной задаче.

2.1 Описание приложения

поворот изображение угол диапазон

В основе приложения лежит класс frmRotationForm.

В данном классе реализованы следующие методы:

Метод private void btnRotateImage_Click(object sender, EventArgs e) обрабатывает нажатие на кнопку «повернуть изображение». После нажатия происходит попытка преобразования содержимого текстового поля в число (для дальнейшего использования в качестве переменной ang, которая предназначена для хранения угла поворота в градусах). Также в данном методе осуществляется обработка исключений, запуск функции RotateImage, которая и осуществляет поворот изображения.

Метод private Bitmap RotateImage(Bitmap Image, int angle) осуществляет поворот изображения на заданный угол. Возвращает повёрнутое изображение.

Метод private void btnLoadImage_Click(object sender, EventArgs e) загружает изображение с диска в PictureBox с оригинальным изображением.

Метод private void timer1_Tick(object sender, EventArgs e) выполняется на каждый такт таймера. В данном приложении частота установлена в 50 миллисекунд (для более «гладкой» работы в режиме «анимации»).

2.2 Тестирование приложения

Разработанное приложение тестировалось в среде Microsoft Windows 7 64-bit с установленным .NET Framework 4.5. Результат запуска исполняемого файла Image_Rotation.exe представлен на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 - Окно приложения при запуске

При запуске в приложении «зашито» выбранное мной изображение по умолчанию. Его можно сменить, нажав кнопку «Загрузить изображение». Результат выбора собственного изображения представлен на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 - Выбор собственного изображения для поворота

Дальнейшие действия рассматриваются на изображении по умолчанию. Выбрав угол поворота в соответствующем текстовом поле в верхнем левом углу формы следует нажать кнопку «повернуть изображение». (см. рисунок 2.3).

Рисунок 2.3 - Результат поворота изображения на 8 градусов

Описанные прямоугольники на рисунке являются вспомогательным инструментом, выводятся для собственного удобства и показывают центр изображения.

В приложении реализована «защита от дурака», а именно: при попытке ввести угол больше 360 градусов, либо меньше -360 градусов, а также текст, выводится предупреждение и изображение не будет обработано:

Рисунок 2.4 - Попытка повернуть изображение на -361 градус

В приложении реализована возможность «анимированного вращения» по\против часовой стрелки, а также «зум» (увеличение картинки по размеру контейнера PictureBox).

Рисунок 2.5 - Анимированное вращение

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Задача, поставленная в техническом задании к контрольной работе, реализована.

Изучены приёмы обработки изображений, используя язык программирования C#.

Исходный код приложения представлен в «Приложении А».

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 Старовойтов В.В. Цифровые изображения: от получения до

обработки / В.В. Старовойтов, Ю.И. Голуб - Минск: ОИПИ НАН Беларуси, 2014. - 202 с. - ISBN 978-985-6744-80-1.

Кристиан Нейгел, Билл Ивьен и др. C# 2008 и платформа .NET 3.5 для профессионалов - Professional C# 2008. - М.: Диалектика, 2008. - ISBN 978-5-8459-1458-3.

3 Разработка приложений на платформе Microsoft. MSDN [Электронный ресурс]: <http://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/4f9s3at1(v=vs.110).aspx> . - Дата обращения 25.10.2014.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Листинг класса «frmRotationForm»

using System;System.Collections.Generic;System.ComponentModel;System.Data;System.Drawing;System.Linq;System.Text;System.Threading.Tasks;System.Windows.Forms;System.Drawing.Drawing2D;Image_Rotation

{partial class frmRotationForm : Form

{int jj;//угол в градусахfrmRotationForm()

{();.Text = pictureBox3.Image.Width.ToString();.Text = pictureBox3.Image.Height.ToString();= Convert.ToInt32(textBox1.Text);

}void btnRotateImage_Click(object sender, EventArgs e)

{.Image = pictureBox3.Image;ang = 0 ;

{= Convert.ToInt32(textBox1.Text);

if (ang < -360 || ang > 360)

{.Show("Разрешено использовать углы от 0 до 360. \nДопустается использование знака \'-\' для поворота против часовой стрелки.");;

}

}(Exception ex)

return;

}i = new Bitmap(pictureBox1.Image);.Image = this.RotateImage(i, ang);

//this.Controls.Add(pictureBox1);

}Bitmap RotateImage(Bitmap Image, int angle)

{pi2 = Math.PI/2;//ПИ на два

int oldWidth = Image.Width;oldHeigth = Image.Height;theta = angle * Math.PI / 180.0;//перевод в радианыlocked_theta = theta;(locked_theta < 0.0) locked_theta += 2 * Math.PI;newWidth, newHeigth;nWidth, nHeigth;adjacentTop, oppositeTop;adjacentBottom, oppositeBottom;

#region Вычисление новой ширины и высоты

double SINUS = Math.Abs(Math.Sin(locked_theta));COSINUS = Math.Abs(Math.Cos(locked_theta));((locked_theta >= 0.0 && locked_theta < pi2) || (locked_theta >= Math.PI && locked_theta < (Math.PI + pi2)))

{// Угол (>= 0 и < Pi/2) или (>= ПИ и < ПИ + Пи/2)

adjacentTop = COSINUS * oldWidth;= SINUS * oldWidth;= COSINUS * oldHeigth;= SINUS * oldHeigth;

}

{= SINUS * oldHeigth;= COSINUS * oldHeigth;= SINUS * oldWidth;= COSINUS * oldWidth;

}= adjacentTop + oppositeBottom;= adjacentBottom + oppositeTop;= (int)(Math.Ceiling(newWidth));//округление до целых вверх= (int)(Math.Ceiling(newHeigth));

#endregion Вычисление новой ширины и высоты

Bitmap rotatedBmp = new Bitmap(nWidth,nHeigth);g = Graphics.FromImage(rotatedBmp);

Point [] points = new Point [3];//массив из 3 структур типа Point, которые определяют параллелограмм

//Три точки обозначают: верхний левый, верхний правый, нижний левый углы параллелограмма.

//Четвёртая точка экстраполируется из первых трёх

//точка отсчёта (0,0) - левый верхний угол(locked_theta >= 0.0 && locked_theta < pi2) //90

{[0] = new Point((int)oppositeBottom, 0);[1] = new Point(nWidth, (int)(oppositeTop));[2] = new Point(0, (int)(adjacentBottom));

}if (locked_theta >= pi2 && locked_theta < Math.PI) //90-180

{[0] = new Point(nWidth, (int)(oppositeTop));[1] = new Point((int)(adjacentTop), nHeigth);[2] = new Point((int)(oppositeBottom), 0);

}if (locked_theta >= Math.PI && locked_theta < (Math.PI + pi2))//180-270

{[0] = new Point((int)(adjacentTop), nHeigth);[1] = new Point(0, (int)(adjacentBottom));[2] = new Point(nWidth, (int)(oppositeTop));

}

{[0] = new Point(0, (int)(adjacentBottom));[1] = new Point((int)(oppositeBottom), 0);[2] = new Point((int)(adjacentTop), nHeigth);

}.Text = "Центр ИСХОДНЫЙ х="+ (oldWidth / 2.0f).ToString() + ", у=" + (oldHeigth / 2.0f).ToString();.Text = "Центр ПОВЕРНУТЫЙ х=" + (nWidth / 2.0f).ToString() + ", у=" + (nHeigth / 2.0f).ToString();.DrawImage(Image, points);.DrawRectangle(new Pen(Color.Red, 0.1f),new Rectangle(0,0,nWidth/2,nHeigth/2));.DrawRectangle(new Pen(Color.Red, 0.1f), new Rectangle(nWidth/2, nHeigth/2, nWidth/2-1, nHeigth/2-1));.Dispose();.Dispose();rotatedBmp;

}void btnLoadImage_Click(object sender, EventArgs e)

{dlg = new OpenFileDialog();

.Title = "Open Image";.Filter = "jpg files (*.jpg)|*.jpg|All files (*.*)|*.*";(dlg.ShowDialog() == DialogResult.OK)

{.Image = new Bitmap(dlg.OpenFile());.Image = pictureBox3.Image;

}.Text = pictureBox1.Image.Width.ToString();.Text = pictureBox1.Image.Height.ToString();.Dispose();

}void timer1_Tick(object sender, EventArgs e)

{(checkBox2.Checked)

{//изменение режима пкчербокса на ЗУМ.SizeMode = PictureBoxSizeMode.Zoom;

}

//если не отмечено, то изображение центрируется

else {.SizeMode = PictureBoxSizeMode.CenterImage;

}(checkBox1.Checked)

{//реализация "анимации"-вращения картинки вокруг своей оси по/против часовой

radioButton1.Visible = true;.Visible = true;(radioButton1.Checked)

{ //по часовой.btnRotateImage_Click(this, e);.textBox1.Text = jj++.ToString();

if (jj == 360) jj = 0;

}

{//против часовой

this.btnRotateImage_Click(this, e);.textBox1.Text = jj--.ToString();(jj == 0) jj = 359;

}

}

{.Visible = false;.Visible = false;

}

}

}

}