基于WPF技術(shù)的雷達(dá)模擬實(shí)現(xiàn)

司道光

【摘 要】WPF為Windows Presentation Foundation縮寫(xiě) ，是微軟新一代圖形系統(tǒng)，運(yùn)行在.NET Framework 3.0架構(gòu)下，為用戶界面、2D/3D 圖形、文檔和媒體提供統(tǒng)一的描述和操作方法?；赪PF技術(shù)雷達(dá)動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)，動(dòng)畫(huà)演變時(shí)間進(jìn)度與軟件節(jié)點(diǎn)狀態(tài)同步響應(yīng)設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)雷達(dá)掃描實(shí)時(shí)性。異步方式節(jié)點(diǎn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)，利用線程獨(dú)立于雷達(dá)進(jìn)程運(yùn)行，為其提供后臺(tái)監(jiān)測(cè)服務(wù)，完成對(duì)雷達(dá)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換要求。

【關(guān)鍵詞】WPF，XAML語(yǔ)言 雷達(dá)模型 動(dòng)畫(huà)

1 WPF技術(shù)簡(jiǎn)介

基于DirectX 9/10技術(shù)的WPF不僅帶來(lái)前所未有的3D界面，且其圖形向量渲染引擎也大大改進(jìn)傳統(tǒng)2D界面，如Vista中半透明效果窗體等都得益于WPF。 WPF相對(duì)于Windows客戶端開(kāi)發(fā)來(lái)說(shuō)，向前跨出很大一步，它提供了超豐富的.NET UI 框架，集成矢量圖形，豐富流動(dòng)文字支持flow text support，3D視覺(jué)效果和強(qiáng)大無(wú)比的控件模型框架。

2 WPF技術(shù)雷達(dá)實(shí)現(xiàn)

XAML標(biāo)記語(yǔ)言是WPF技術(shù)特色，設(shè)計(jì)人員利用它能構(gòu)建絢麗多彩UI界面。實(shí)際開(kāi)發(fā)中，設(shè)計(jì)人員利用Microsoft Expression Blend 工具來(lái)設(shè)計(jì)界面，并生成XAML用戶界面，下面例子是利用XAML構(gòu)建雷達(dá)模型，實(shí)現(xiàn)雷達(dá)動(dòng)畫(huà)，利用C#語(yǔ)言完成監(jiān)控業(yè)務(wù)邏輯，實(shí)現(xiàn)C#與XAML語(yǔ)言完美結(jié)合，為用戶創(chuàng)建震撼效果的雷達(dá)監(jiān)控功能。本案例使用了Mircosoft Visual Studio.NET 2008開(kāi)發(fā)工具和Microsoft Expression Blend 2設(shè)計(jì)工具，采用C/S架構(gòu)模式，使用C#語(yǔ)言和Xaml語(yǔ)言。

2.1 雷達(dá)監(jiān)控功能描述

雷達(dá)圖的圖形界面分三個(gè)區(qū)域：區(qū)一表示業(yè)務(wù)系統(tǒng)運(yùn)行正常；區(qū)二表示業(yè)務(wù)系統(tǒng)部分關(guān)鍵指標(biāo)出現(xiàn)告警，系統(tǒng)運(yùn)行受到影響；區(qū)三表示業(yè)務(wù)系統(tǒng)關(guān)鍵指標(biāo)不可用，系統(tǒng)運(yùn)行不可用；各系統(tǒng)監(jiān)測(cè)狀態(tài)主要通過(guò)探針?lè)?wù)器直接進(jìn)行可用性探測(cè)，并參考各業(yè)務(wù)核心關(guān)鍵指標(biāo)，各系統(tǒng)圖標(biāo)依據(jù)以上三種狀態(tài)進(jìn)行顏色變化。當(dāng)某個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題后（區(qū)域二或區(qū)域三）進(jìn)行告警，據(jù)問(wèn)題嚴(yán)重程度排序顯示。并展示各業(yè)務(wù)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)統(tǒng)計(jì)圖。

2.2 雷達(dá)建模

這里主要使用Expression Blend工具來(lái)生成XAML語(yǔ)言雷達(dá)模型，設(shè)計(jì)時(shí)將Canvas元素作為模型容器，內(nèi)部使用大小不同Ellipse元素，轉(zhuǎn)換成路徑，通過(guò)漸變填充構(gòu)建出雷達(dá)效果背景。

2.3 雷達(dá)動(dòng)畫(huà)驅(qū)動(dòng)

創(chuàng)建雷達(dá)動(dòng)畫(huà)，動(dòng)畫(huà)主要針對(duì)上述指針模型，圍繞雷達(dá)中心點(diǎn)，周而復(fù)始進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)。下面代碼是雷達(dá)動(dòng)畫(huà)故事版代碼，每一圈動(dòng)畫(huà)速率為10秒。

//加載雷達(dá)故事板Story = （Storyboard）this.Resources["EllipseAnimation"]；

//觸發(fā)時(shí)間線過(guò)度事件Story.CurrentTimeInvalidated += new EventHandler（story_CurrentTimeInvalidated）；Story.Begin（）；

2.4 雷達(dá)掃描同步

雷達(dá)掃描同步是動(dòng)畫(huà)演變時(shí)間進(jìn)度與軟件節(jié)點(diǎn)狀態(tài)同步響應(yīng)設(shè)計(jì)，利用Storyboard類中故事板對(duì)象CurrentTimeInvalidated事件，實(shí)現(xiàn)掃描進(jìn)度與實(shí)際監(jiān)控狀態(tài)響應(yīng)同步。

///節(jié)點(diǎn)狀態(tài)同步監(jiān)測(cè)服務(wù)類PCTK.App_Code.SystemSoftAnimation Syssoft；

//時(shí)間線事件 void story_CurrentTimeInvalidated（object sender， EventArgs e）{Clock myClock = （Clock）sender； if （myClock.CurrentTime ！= null）

double TotalSeconds =Math.Round（myClock.CurrentTime.Value.TotalMilliseconds， 4）；

CountAnimation = （int）TotalSeconds / 10000；

double NowIndex = Math.Round（（TotalSeconds - CountAnimation * 10000） / avgtime， 4）；Syssoft.SetSoftState（NowIndex）； Syssoft.SetSoftXY（）； }}

2.5 節(jié)點(diǎn)狀態(tài)異步監(jiān)測(cè)

節(jié)點(diǎn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)主要是獨(dú)立于雷達(dá)動(dòng)畫(huà)進(jìn)程節(jié)點(diǎn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)，是雷達(dá)中表現(xiàn)的被監(jiān)控對(duì)象。在本案例中節(jié)點(diǎn)是各應(yīng)用系統(tǒng)，用獨(dú)立線程從中間庫(kù)提取應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)， Thread DataServiceProcess = new Thread（new ThreadStart（GetState））； // GetState狀態(tài)檢測(cè)過(guò)程DataServiceProcess.IsBackground = true；DataServiceProcess.Start（）；

在本案例中自定義了節(jié)點(diǎn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)服務(wù)類NodeDataService 主要完成節(jié)點(diǎn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和節(jié)點(diǎn)分布變化邏輯，是雷達(dá)監(jiān)控業(yè)務(wù)核心邏輯，通過(guò)動(dòng)畫(huà)演變引發(fā)時(shí)間線事件，來(lái)調(diào)用內(nèi)部方法，實(shí)現(xiàn)雷達(dá)掃描狀態(tài)實(shí)時(shí)變化。本案例中還構(gòu)建一個(gè)節(jié)點(diǎn)Model對(duì)象類，并在NodeDataService 類中定義了該對(duì)象泛型集合，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控進(jìn)程與動(dòng)畫(huà)UI進(jìn)程數(shù)據(jù)通信。

2.6 節(jié)點(diǎn)分布

節(jié)點(diǎn)分布是雷達(dá)中為各應(yīng)用系統(tǒng)生成的標(biāo)點(diǎn)，即圖標(biāo)，圖標(biāo)據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行顏色變化及區(qū)域跳轉(zhuǎn)，所有標(biāo)點(diǎn)在雷達(dá)圓中按排列規(guī)則計(jì)算標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)均勻分布。

double iangle = Math.Round（n * angle， 3）；

///采用三角計(jì)算公式 勾股定理，角度正弦值求標(biāo)點(diǎn)的半徑長(zhǎng)度

Point p = new Point（）； if （iangle <= 90）{p.X = AVGP + Math.Round（dc * Math.Sin（iangle * （Math.PI / 180））， 2） - widths / 2； p.Y = AVGP - Math.Round（dc * Math.Sin（（90 - iangle） * （Math.PI / 180））， 2） - 12；}

else{if （iangle <= 180）{ p.X = AVGP + Math.Round（dc * Math.Sin（（180 - iangle） * （Math.PI / 180））， 4） - widths / 2； p.Y = AVGP + Math.Round（dc * Math.Sin（（90 - （180 - iangle）） * （Math.PI / 180））， 2） - 12； }

else{if （iangle <= 270）{

p.X = AVGP - Math.Round（dc * Math.Sin（（iangle - 180） * （Math.PI / 180））， 2） - widths / 2；

p.Y = AVGP + Math.Round（dc * Math.Sin（（270 - iangle） * （Math.PI / 180））， 2） - 12； }

else{if （iangle <= 360） {

p.X = AVGP - Math.Round（dc * Math.Sin（（90 - （iangle - 270）） * （Math.PI / 180））， 2） - widths ；

p.Y = AVGP - Math.Round（dc * Math.Sin（（90 - （360 - iangle）） * （Math.PI / 180））， 2） - 12；

}return p；}