中點圓算法(Midpoint Circle Algorithm)是一種高效繪制圓的算法,它利用圓的對稱性和整數運算來避免浮點計算,非常適合嵌入式系統使用。
空心圓繪制函數實現
/*** @brief 使用中點圓算法繪制空心圓* @param x0: 圓心x坐標* @param y0: 圓心y坐標* @param r: 圓的半徑* @retval 無*/
void DrawCircle(int16_t x0, int16_t y0, int16_t r)
{int16_t x = r;int16_t y = 0;int16_t err = 0;while (x >= y){// 利用圓的八分對稱性,一次繪制8個點PutPixel(x0 + x, y0 + y);PutPixel(x0 + y, y0 + x);PutPixel(x0 - y, y0 + x);PutPixel(x0 - x, y0 + y);PutPixel(x0 - x, y0 - y);PutPixel(x0 - y, y0 - x);PutPixel(x0 + y, y0 - x);PutPixel(x0 + x, y0 - y);if (err <= 0){y += 1;err += 2*y + 1;}if (err > 0){x -= 1;err -= 2*x + 1;}}
}
算法說明
基本原理:
從圓的最右側點(r, 0)開始繪制
每次迭代決定下一個像素是在當前像素的右側還是右下側
利用圓的八分對稱性,一次計算并繪制8個對稱點
誤差項計算:
err表示中點與圓的實際位置的誤差
當err <= 0時,選擇右側像素
當err > 0時,選擇右下側像素
優化特點:
僅使用整數運算,無浮點計算
避免三角函數計算
每次迭代最多繪制8個像素點
使用示例
int main(void)
{LCD_Init(); // 初始化LCD// 設置繪制顏色為紅色SetColor(RED);// 在屏幕中心(160,120)繪制半徑為50的圓DrawCircle(160, 120, 50);while(1);
}
int main(void)
{LCD_Init(); // 初始化LCD// 設置繪制顏色為紅色SetColor(RED);// 在屏幕中心(160,120)繪制半徑為50的圓DrawCircle(160, 120, 50);while(1);
}
性能優化建議
如果LCD支持批量寫入,可以緩存8個點的坐標后一次性寫入
對于小半徑的圓,可以適當減少迭代次數
如果不需要完整圓,可以修改循環條件繪制圓弧
這個實現比基于三角函數的版本效率高得多,特別適合STM32等嵌入式平臺使用。