C# 曲线控件 曲线绘制 实时曲线 多曲线控件 开发

Prepare

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本文将使用一个NuGet公开的组件来实现曲线的显示，包含了多种显示的模式和配置来满足各种不同的应用场景，方便大家进行快速的开发系统。

联系作者及加群方式（激活码在群里发放）：http://www.hslcommunication.cn/Cooperation

在Visual Studio 中的NuGet管理器中可以下载安装，也可以直接在NuGet控制台输入下面的指令安装：

Install-Package HslCommunication

NuGet安装教程  http://www.cnblogs.com/dathlin/p/7705014.html

更强大的历史曲线控件参考：https://www.cnblogs.com/dathlin/p/10291327.html

Summary

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曲线控件属于组件里诸多控件中的一种，为什么单独拿出来写一篇博客呢，就是因为曲线控件相对于其他控件都要复杂很多，并不是几个属性那么简单，下面列举了本曲线控件的特性：

• 提供便捷的API调用即可显示曲线信息内容，不需要复杂的配置
• 曲线界面的一些信息可以自由定制，比如坐标轴的颜色，是否显示虚线等等
• 高度的大小自适应，无论你怎么调整控件的大小，始终都能友好显示
• 支持数据拉伸填充和像素点填充两种模式，具体区别参照下面的代码
• 多曲线支持，支持同时显示多个曲线信息，每个曲线可独立的指定颜色，线宽等等。
• 支持左右两个参考系，就是说一个控件中允许显示2种数据跨度不一致的曲线，每种曲线可以显示多条不同的曲线

其他控件的说明地址：http://www.cnblogs.com/dathlin/p/8150516.html

组件的完整API说明：http://www.cnblogs.com/dathlin/p/7703805.html

要想使用组件的控件，除了使用NuGet来安装组件外，还需要将组件的dll文件（在你的项目的packages里面可以找到，如果你本来就是引用本地的，就直接拖拽本地的即可）拖拽到工具栏：

拖拽完成后效果如下：

先定义一个方法，获取指定范围的，指定个数的随机数数组，供下方的代码调用

        private float[] GetRandomValueByCount( int count, float min, float max )
        {
            float[] data = new float[count];
            for (int i = 0; i < data.Length; i++)
            {
                data[i] = (float)random.NextDouble( ) * (max - min) + min;
            }
            return data;
        }

1.单曲线使用

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把控件拖拽到窗口界面上去后，现在界面如下，你可以随意的拉伸大小，调整到一个虚线看着比较清晰的时刻停止：

我们看到左右纵轴的数据跨度都是0-100，现在我们有个需求，手里有300个0-200的数据需要显示，那么就要先设置左右纵轴的数据跨度

接下来就可以编写显示的代码了，一下数据随机：

        private void userButton1_Click( object sender, EventArgs e )
        {
            userCurve1.SetLeftCurve( "A", GetRandomValueByCount( 300, 0, 200 ), Color.DodgerBlue );
        }

显示结果如下：

看吧，相当简单方便，如果你觉得目前的数据太密了，想要宽松一点，希望数据拉伸满整个X轴，没问题，因为目前默认的模式是像素点模式，所以切换为拉伸模式即可。

然后在运行看看效果：

接下来我们要对曲线“A”进行数据更新，我们假设你的data数组的数据已经更新了，有可能只更新了一个数据，有可能全部更新了，在数据更新的时候就不需要在指定颜色了，因为指定了颜色也没有用了。

        private void userButton3_Click( object sender, EventArgs e )
        {
            // 假设你的data数组已经更新了

            // 之前已经给A指定过颜色了，以后后续的数据更新不需要重新指定，指定了也无效
            // 如果需要重新设置颜色，或是线宽，需要先RemoveCurve，然后重新创建曲线信息
            userCurve1.SetLeftCurve( "A", GetRandomValueByCount( 300, 100, 200 ) );
        }

从上面的数据更新我们发现，只要更新了数据，就不停的调用数据显示，那么我们就可以显示实时数据了，而唯一的麻烦之处在于我们需要维护自己的data数组。所以当前的这种方式只适合静态数据显示

2.举个经典的例子

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当我们需要显示一些统计数据的时候，比如说我要显示十二个月的销售金额，那么我们应该怎么写

我们先选择拉伸模式，然后设置拉伸模式下最大的数据量为12；

        private void userButton9_Click( object sender, EventArgs e )
        {
            // 模拟的数据
            string[] text = new string[]
            {
                "一月",
                "二月",
                "三月",
                "四月",
                "五月",
                "六月",
                "七月",
                "八月",
                "九月",
                "十月",
                "十一月",
                "十二月"
            };
            userCurve1.SetCurveText( text );
            userCurve1.SetLeftCurve( "A", GetRandomValueByCount( 12, 0, 200 ), Color.Tomato );            // 每个月用户1的销售金额
        }

效果图如下：

如果我有两条曲线需要显示，以方便对比的话：

        private void userButton9_Click( object sender, EventArgs e )
        {
            // 模拟的数据
            string[] text = new string[]
            {
                "一月",
                "二月",
                "三月",
                "四月",
                "五月",
                "六月",
                "七月",
                "八月",
                "九月",
                "十月",
                "十一月",
                "十二月"
            };
            userCurve1.SetCurveText( text );
            userCurve1.SetLeftCurve( "A", GetRandomValueByCount( 12, 0, 200 ), Color.Tomato );            // 每个月用户1的销售金额
            userCurve1.SetLeftCurve( "B", GetRandomValueByCount( 12, 0, 200 ), Color.DodgerBlue );            // 每个月用户2的销售金额
        }

图形效果如下：

即时3条曲线或者是更多的曲线，以此类推。重复设定数据即可，只是每条曲线的关键字需要区分开来。

控件支持移除曲线，主要包含了下面的两个方法，移除单个的曲线，或者是移除所有的曲线。

            userCurve1.RemoveCurve( "A" );  // 移除指定的曲线
            userCurve1.RemoveAllCurve( );   // 移除所有的曲线

在上面设置曲线数据的时候发现，是通过调用 SetLeftCurve 方法来设置曲线信息的，这个方法有个left单词，很明显是设置左曲线的，控件里还有设置右曲线的，SetLeftCurve 方法就是设置右曲线，那么这里的左右曲线都是指什么呢？

我们在上面的曲线控件上看到，纵轴的刻度线分左右两边，那么设置左曲线就是以左边的刻度线为标准绘制的曲线，而设置右曲线则以右刻度线为标准，在上图中，左右刻度的信息是一致的，所以无所谓左曲线还是右曲线，但是如果我们设置不一致后，那么我们就可以实现显示2种不同范围的数据信息，例如我们右曲线设置为0-10，再随便显示2条曲线

        private void userButton9_Click( object sender, EventArgs e )
        {
            // 模拟的数据
            string[] text = new string[]
            {
                "一月",
                "二月",
                "三月",
                "四月",
                "五月",
                "六月",
                "七月",
                "八月",
                "九月",
                "十月",
                "十一月",
                "十二月"
            };
            userCurve1.SetCurveText( text );
            userCurve1.SetLeftCurve( "A", GetRandomValueByCount( 12, 0, 200 ), Color.Tomato );            // 每个月用户1的销售金额
            userCurve1.SetLeftCurve( "B", GetRandomValueByCount( 12, 0, 200 ), Color.DodgerBlue );            // 每个月用户2的销售金额

            userCurve1.SetRightCurve( "C", GetRandomValueByCount( 12, 3, 6 ), Color.LimeGreen );
            userCurve1.SetRightCurve( "D", GetRandomValueByCount( 12, 3, 6 ), Color.Orchid );
        }

效果图如下：

高级使用举例，动态坐标轴，

根据上面的情况，我们看到如果我们获取到的一组数据，范围不确定的，需要来动态调整的，比如我们有一个12个数据的float数组，我们设置左坐标轴为数据的上下限

        private void userButton10_Click( object sender, EventArgs e )
        {
            // 模拟的数据
            string[] text = new string[]
            {
                "一月",
                "二月",
                "三月",
                "四月",
                "五月",
                "六月",
                "七月",
                "八月",
                "九月",
                "十月",
                "十一月",
                "十二月"
            };

            float[] data = GetRandomValueByCount( 12, 40, 150 );
            userCurve1.ValueMaxLeft = (float)Math.Ceiling( data.Max( ) );// 向上取整
            userCurve1.ValueMinLeft = (float)Math.Floor( data.Min( ) );// 向下取整

            userCurve1.SetCurveText( text );
            userCurve1.SetLeftCurve( "A", data, Color.Tomato );            // 每个月用户1的销售金额
        }

效果图如下：

可以看到，不停的刷新数据后，左坐标轴的数据一直在更新中。

总结下：如果每次都是强行更新所有的数据，也能达到实时刷新的效果，但是如果是一个数据一个数据的采集显示，将按照下面的实时数据模式使用更加合理

3.实时数据显示使用

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当我们需要显示一些实时数据时，也就是说，每隔1秒（随便举个栗子）就有新的数据采集上来，然后追加到曲线中去，曲线进行挪动，通常就是这种情况。

3.1 像素点模式（请确认 IsAbscissaStrech 为False）：

我们先讲解默认的模式，所谓像素点模式是指在横轴上，一个像素点显示一个数据，如果你的横轴像素长度为1000，那么你就可以显示1000个数据了，当然在实时显示的情况下，不需要你管那么多，你只需要负责定期往里面塞数据即可。

第一步先进行初始化：先增加指定名字的曲线信息，曲线颜色，曲线宽度等等

        private void userButton4_Click( object sender, EventArgs e )
        {
            // 这里传入了数组长度为空的数据，不能传NULL
            userCurve1.SetLeftCurve( "B", new float[] { }, Color.Tomato );
        }

我们再写一个按钮，启动定时器，去新增数据，来模拟我们从其他设备读取到的数据信息：

        private void userButton5_Click( object sender, EventArgs e )
        {
            Timer timer = new Timer( );
            timer.Interval = 100;
            timer.Tick += ( sender1, e1 ) =>
            {
                userCurve1.AddCurveData( "B", random.Next( 50, 201 ) );
            };
            timer.Start( );
        }

如上面的两个按钮信息，必须先点击按钮4进行曲线初始化，按钮5的点击才有效果。最终你会看到曲线每隔100ms刷新一次，不停的有新的数据递增。

当曲线数量超过当前可显示的点数时，曲线会自动的往左挪动，即时你拉伸的整个控件，它依然可以正常的工作，可显示的数据点数会自动更新，内存中会缓存2048个数据点来支持拉伸的效果转换。

当然，它也支持一次更新多个数据，虽然这种情况很少，只是需要注意的是，一次更新的数据必须少于2048。

userCurve1.AddCurveData( "B", new float[] { random.Next( 50, 201 ), random.Next( 50, 201 ), random.Next( 50, 201 ) } );

2.2 拉伸模式（请确认 IsAbscissaStrech 为True）：

拉伸模式的意思是无论你的data数组有多少个点，都强行按照最大数据点拉伸完整个横轴界面

先设置 StrechDataCountMax 属性为 300 ，意思是强行显示300个点，最大300个点，仅仅在拉伸模式下有效果

        private void userButton4_Click( object sender, EventArgs e )
        {
            // 这里传入了数组长度为空的数据，不能传NULL
            userCurve1.SetLeftCurve( "B", new float[] { }, Color.Tomato); // 指定上限500个数据，该上限只对拉伸模式有效
        }

        private void userButton5_Click( object sender, EventArgs e )
        {
            Timer timer = new Timer( );
            timer.Interval = 100;
            timer.Tick += ( sender1, e1 ) =>
            {
                userCurve1.AddCurveData( "B", random.Next( 50, 201 ) );
            };
            timer.Start( );
        }

我们再看拉伸模式的曲线：

你再拉伸控件试试看？拉伸模式的意思是无论你的控件多少大小，你规定了300个点，它就是300个点，即使你的控件拉伸了，它还是300个点，只是没有那么密罢了

至于一次增加多个数据是和上面的像素点模式是一致的。

2.3 模式区别及选择

像素点模式下，随便看着数据比较密，但是好处在于分辨率高的显示器，可以显示的数据更多。

拉伸模式虽然在控件拉伸的情况下显示的数据量不会增长，但是可以控制疏密程度。

各有优劣，建议先使用像素点模式，看看效果怎么样，一般数据变化都是慢慢来的，所以曲线不会像测试数据那样乱串。如果数据乱串比较厉害，再使用拉伸模式。

3.多曲线，双坐标使用

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多曲线和单曲线模式很相似，无非是多几条曲线而已，每条曲线的操作，新增数据都是一模一样的，只是多曲线的模式都是统一的，要么全部是像素点模式，要么全部是拉伸模式，所有的特性和上两节是相似的。

为了说明使用，举个例子，你有多个设备（2个及以上），每个设备都有一个温度信息，现在要进行实时数据的直接对比，当然最好将三条曲线放到一起显示。

我们命名三个曲线为“A”，“B”，“C” 然后假设所有的数据都是100-200之间，数据A是160-180随机，数据B是150-170随机，数据C是155-165随机

此处测试方便，使用了 像素点模式。在 拉伸模式 下代码也是一致的

我们接下来看一种相当复杂的使用场景，假设我们有一台设备，需要监控4条曲线，2条温度，2条压力，温度的范围是0-200，压力的范围为0-5 mpa，那么想要在一个控件里显示，也是可以实现的。先调整左右的坐标范围。

此处仍然使用像素点模式，我们接下来写初始化代码和新增数据的代码：

        private void userButton4_Click( object sender, EventArgs e )
        {
            userCurve1.SetLeftCurve( "A", new float[] { }, Color.Tomato );            // 温度1
            userCurve1.SetLeftCurve( "B", new float[] { }, Color.DodgerBlue );        // 温度2
            userCurve1.SetRightCurve( "C", new float[] { }, Color.LimeGreen );         // 压力1
            userCurve1.SetRightCurve( "D", new float[] { }, Color.Purple );            // 压力2
        }

        private void userButton5_Click( object sender, EventArgs e )
        {
            Timer timer = new Timer( );
            timer.Interval = 100;
            timer.Tick += ( sender1, e1 ) =>
            {
                userCurve1.AddCurveData(
                    new string[] { "A", "B", "C", "D" },
                    new float[] { random.Next( 160, 181 ), random.Next( 150, 171 ), (float)random.NextDouble( ) * 2.5f + 1, (float)random.NextDouble( ) * 1f } );
            };
            timer.Start( );
        }

效果如下图：

4.横坐标文本格式调整

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上述的实时曲线在显示的时候，我们看到横坐标的文本是小时加分钟的模式，如果我们改成只显示分钟和秒钟怎么办

这个属性就是DateTime的格式化字符串，理论上你可以获取到任务时间相关的文本信息，按照当前的需求，调整成 mm:ss 即可

5.辅助线添加

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我想在实时数据显示中设置一条曲线数据的报警上限的辅助线，用来提醒以及更加至关的查看信息，是否异常，可以调用控件的方法来完成

新增的辅助线是左右两个参考坐标系区分出来了，比如我新增左辅助线，192的一条线，颜色为红色

userCurve1.AddLeftAuxiliary( 192, Color.Red);

移除的代码为

userCurve1.RemoveAuxiliary( 192 );

辅助线效果如下：

如果你新增的辅助线和原有的虚线重叠时，原有的虚线会自动屏蔽掉。

6.背景颜色调整

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我修改下背景为暗黑色，瞬间就有黑科技的效果了。当然，线条的颜色可以调整的更加好一点

4.结束语

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感谢阅读。