SimulacionPataJansen/JansenLegViewer/MainWindow.xaml.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Windows;
using System.Windows.Media;
using System.Windows.Shapes;
using System.Numerics;
using System.Drawing;
using System.Windows.Controls;
using static JansenLegSimulator.Rod;

namespace JansenLegSimulator
{
    /// <summary>
    /// Interaction logic for MainWindow.xaml
    /// </summary>
    public partial class Cálculos : Window
    {
        // Origen de cordenadas
        Vector2 Center;
        // Dimensiones de los segmentos (iniciales, se pueden modificar des de la interfaz)
        public float SCALE { get; set; } = 2.0f;
        public float a => 38.0f * SCALE;
        public float b => 41.5f * SCALE;
        public float c => 39.3f * SCALE;
        public float d => 40.1f * SCALE;
        public float e => 55.8f * SCALE;
        public float f => 39.4f * SCALE;
        public float g => 36.7f * SCALE;
        public float h => 65.7f * SCALE;
        public float i => 49.0f * SCALE;
        public float j => 50.0f * SCALE;
        public float k => 61.9f * SCALE;
        public float l => 7.8f * SCALE;
        public float m => 15.0f * SCALE;

        private Rod B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, M;

        public float Omega { get; set; } = (2 * MathF.PI);

        System.Timers.Timer t = new(15);
        private System.Diagnostics.Stopwatch Chrono = new();

        public List<Rod> Elements { get; set; } = new List<Rod>();
        private List<Vector2> Points = new();
        public int MaxPoints { get; set; } = 25;

        #region Constructor y handlers de la ventana
        public Cálculos()
        {
            InitializeComponent();

            this.Loaded += MainWindow_Loaded;
            this.Closing += MainWindow_Closing;
        }
        private void MainWindow_Closing(object sender, System.ComponentModel.CancelEventArgs e)
        {
            Environment.Exit(0);
        }
        private void MainWindow_Loaded(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            DefineSystem();
            DrawSystem();
            t.Elapsed += Tick;
        }

        // Receptores de eventos de click de los botones de la interfaz
        private void btnPlay_Click(object sender, RoutedEventArgs e) => StartSimulation();
        private void btnPause_Click(object sender, RoutedEventArgs e) => PauseSimulation();
        private void btnStop_Click(object sender, RoutedEventArgs e) => StopSimulation();
        #endregion

        // Receptor de evento de ciclo del reloj 
        private void Tick(object sender, System.Timers.ElapsedEventArgs e)
        {
            try
            {
                // Actualizar el ángulo de la barra motriz
                // con ω * t radianes
                (Elements[0] as Rod).Alpha = (float)(Omega * Chrono.Elapsed.TotalSeconds) % 2 * MathF.PI;

                lock (Points)
                {
                    // Eliminar puntos antiguos si se ha superado el límite de puntos especificado
                    if (Points.Count > MaxPoints)
                        Points.RemoveAt(0);
                }

                // Ejecutar cálculos del sistema
                CalculateSystem();
                // Ejecutar renderizado del sistema en el hilo de principal
                this.Dispatcher.Invoke(() => DrawSystem());
            }
            catch
            {
                // Si la geometría es inválida, se lanzará una excepción
                // Detener simulación y mostrar el estado de error
                this.Dispatcher.Invoke(() =>
                {
                    StopSimulation();
                    SimulationStatus.Content = "Error";
                });
            }
        }

        #region Control de la simulación
        // Inicia la simulación
        public void StartSimulation()
        {
            SimulationStatus.Content = "Simulando...";
            t.Start();
            Chrono.Start();
        }
        // Pausa la simulación
        public void PauseSimulation()
        {
            SimulationStatus.Content = "En pausa";
            t.Stop();
            Chrono.Stop();
        }
        // Detiene la simulación y reinicia las variables
        // de tiempo
        public void StopSimulation()
        {
            SimulationStatus.Content = "Detenido";
            t.Stop();
            Chrono.Stop();
            Chrono.Reset();
        }
        #endregion

        [STAThread]
        public void DrawSystem()
        {
            plot.Children.Clear();      // Borrar el contenido anterior del lienzo
            Center = new Vector2(       // Calcular el centro del lienzo
                (float)plot.ActualWidth / 2,
                (float)plot.ActualHeight / 2);

            foreach (var element in Elements)   // Dibujar los elementos en el lienzo
            {
                if (element.GetType() == typeof(Rod))
                    DrawElement<Rod>(element);
                if (element.GetType() == typeof(MotorRod))
                    DrawElement<MotorRod>(element);
            }

            // Registrar el punto que actualmente se ubica
            // en el extremo final de la barra I
            Points.Add(I.EndPosition);

            lock (Points)
            {
                // Dibujar los puntos en el lienzo
                foreach (Vector2 point in Points)
                    DrawPoint(point);
            }
        }

        #region Inserción de objetos
        public void DrawElement<Type>(object r) where Type : Rod
        {
            // Declarar una línea de color azul con 5px de grosos
            // segmentada entre los dos extremos de la barra.
            Line l = new Line()
            {
                Stroke = Brushes.Blue,
                StrokeThickness = 5,
                X1 = Center.X + (r as Type).StartPosition.X,
                X2 = Center.X + (r as Type).EndPosition.X,
                Y1 = Center.Y - (r as Type).StartPosition.Y,
                Y2 = Center.Y - (r as Type).EndPosition.Y,
            };
            // Añadir la barra al lienzo
            plot.Children.Add(l);
        }
        public void DrawPoint(Vector2 Location, double diameter = 5)
        {
            double r = diameter / 2;    // Calcular radio del punto

            // Declarar una elipse de color rojo con
            // el mismo ancho que altura (diámetro).
            Ellipse e = new Ellipse()
            {
                Fill = Brushes.Red,
                Width = diameter,
                Height = diameter
            };

            // Añadir la elipse al lienzo
            plot.Children.Add(e);

            // Situar la elipse dentro del lienzo.
            // Los ejes de coordenadas del lienzo tienen origen en
            // la esquina superior izquierda. El eje vertical se debe
            // invertir.
            Canvas.SetLeft(e, Center.X + Location.X - r);
            Canvas.SetTop(e, plot.ActualHeight - (Center.Y + Location.Y - r));
        }
        #endregion
    }
}