Comment calculer un point sur la circonférence d'un cercle ?

Question

Comment la fonction suivante peut-elle être mise en œuvre dans différents langages ?

Calculez le (x,y) un point sur la circonférence d'un cercle, étant donné les valeurs d'entrée de :

• Rayon
• Angle
• Origine (paramètre facultatif, si la langue le permet)

Answer 1

Le site équation paramétrique d'un cercle est

x = cx + r * cos(a)
y = cy + r * sin(a)

Où r est le rayon, cx,cy l'origine, et a l'angle.

C'est assez facile à adapter dans n'importe quel langage avec des fonctions trigonométriques de base. Notez que la plupart des langues utilisent radians pour l'angle dans les fonctions trigonométriques, donc plutôt que de faire un cycle de 0 à 360 degrés, vous faites un cycle de 0 à 2PI radians.

Answer 2

Voici mon implémentation en C# :

    public static PointF PointOnCircle(float radius, float angleInDegrees, PointF origin)
    {
        // Convert from degrees to radians via multiplication by PI/180        
        float x = (float)(radius * Math.Cos(angleInDegrees * Math.PI / 180F)) + origin.X;
        float y = (float)(radius * Math.Sin(angleInDegrees * Math.PI / 180F)) + origin.Y;

        return new PointF(x, y);
    }

Answer 3

Qui a besoin de trigonométrie quand on a nombres complexes :

#include <complex.h>
#include <math.h>

#define PI      3.14159265358979323846

typedef complex double Point;

Point point_on_circle ( double radius, double angle_in_degrees, Point centre )
{
    return centre + radius * cexp ( PI * I * ( angle_in_degrees  / 180.0 ) );
}

Answer 4

Mis en œuvre dans JavaScript (ES6) :

/**
    * Calculate x and y in circle's circumference
    * @param {Object} input - The input parameters
    * @param {number} input.radius - The circle's radius
    * @param {number} input.angle - The angle in degrees
    * @param {number} input.cx - The circle's origin x
    * @param {number} input.cy - The circle's origin y
    * @returns {Array[number,number]} The calculated x and y
*/
function pointsOnCircle({ radius, angle, cx, cy }){

    angle = angle * ( Math.PI / 180 ); // Convert from Degrees to Radians
    const x = cx + radius * Math.sin(angle);
    const y = cy + radius * Math.cos(angle);
    return [ x, y ];

}

---

Utilisation :

const [ x, y ] = pointsOnCircle({ radius: 100, angle: 180, cx: 150, cy: 150 });
console.log( x, y );

Codepen

/**
 * Calculate x and y in circle's circumference
 * @param {Object} input - The input parameters
 * @param {number} input.radius - The circle's radius
 * @param {number} input.angle - The angle in degrees
 * @param {number} input.cx - The circle's origin x
 * @param {number} input.cy - The circle's origin y
 * @returns {Array[number,number]} The calculated x and y
 */
function pointsOnCircle({ radius, angle, cx, cy }){
  angle = angle * ( Math.PI / 180 ); // Convert from Degrees to Radians
  const x = cx + radius * Math.sin(angle);
  const y = cy + radius * Math.cos(angle);
  return [ x, y ];
}

const canvas = document.querySelector("canvas");
const ctx = canvas.getContext("2d");

function draw( x, y ){

  ctx.clearRect( 0, 0, canvas.width, canvas.height );
  ctx.beginPath();
  ctx.strokeStyle = "orange";
  ctx.arc( 100, 100, 80, 0, 2 * Math.PI);
  ctx.lineWidth = 3;
  ctx.stroke();
  ctx.closePath();

  ctx.beginPath();
  ctx.fillStyle = "indigo";
  ctx.arc( x, y, 6, 0, 2 * Math.PI);
  ctx.fill();
  ctx.closePath();

}

let angle = 0;  // In degrees
setInterval(function(){

  const [ x, y ] = pointsOnCircle({ radius: 80, angle: angle++, cx: 100, cy: 100 });
  console.log( x, y );
  draw( x, y );
  document.querySelector("#degrees").innerHTML = angle + "°";
  document.querySelector("#points").textContent = x.toFixed() + "," + y.toFixed();

}, 100 );

<p>Degrees: <span id="degrees">0</span></p>
<p>Points on Circle (x,y): <span id="points">0,0</span></p>
<canvas width="200" height="200" style="border: 1px solid"></canvas>

Answer 5

Calculer un point sur la circonférence d'un cercle en fonction de la distance parcourue.
A titre de comparaison... Cela peut être utile dans l'IA des jeux lorsqu'on se déplace autour d'un objet solide en suivant une trajectoire directe.

public static Point DestinationCoordinatesArc(Int32 startingPointX, Int32 startingPointY,
    Int32 circleOriginX, Int32 circleOriginY, float distanceToMove,
    ClockDirection clockDirection, float radius)
{
    // Note: distanceToMove and radius parameters are float type to avoid integer division
    // which will discard remainder

    var theta = (distanceToMove / radius) * (clockDirection == ClockDirection.Clockwise ? 1 : -1);
    var destinationX = circleOriginX + (startingPointX - circleOriginX) * Math.Cos(theta) - (startingPointY - circleOriginY) * Math.Sin(theta);
    var destinationY = circleOriginY + (startingPointX - circleOriginX) * Math.Sin(theta) + (startingPointY - circleOriginY) * Math.Cos(theta);

    // Round to avoid integer conversion truncation
    return new Point((Int32)Math.Round(destinationX), (Int32)Math.Round(destinationY));
}

/// <summary>
/// Possible clock directions.
/// </summary>
public enum ClockDirection
{
    [Description("Time moving forwards.")]
    Clockwise,
    [Description("Time moving moving backwards.")]
    CounterClockwise
}

private void ButtonArcDemo_Click(object sender, EventArgs e)
{
    Brush aBrush = (Brush)Brushes.Black;
    Graphics g = this.CreateGraphics();

    var startingPointX = 125;
    var startingPointY = 75;
    for (var count = 0; count < 62; count++)
    {
        var point = DestinationCoordinatesArc(
            startingPointX: startingPointX, startingPointY: startingPointY,
            circleOriginX: 75, circleOriginY: 75,
            distanceToMove: 5,
            clockDirection: ClockDirection.Clockwise, radius: 50);
        g.FillRectangle(aBrush, point.X, point.Y, 1, 1);

        startingPointX = point.X;
        startingPointY = point.Y;

        // Pause to visually observe/confirm clock direction
        System.Threading.Thread.Sleep(35);

        Debug.WriteLine($"DestinationCoordinatesArc({point.X}, {point.Y}");
    }
}