dotnet 在 WPF 里顯示數學 π 的顏色

有逗比小伙伴問我，數學的 π 視覺效果是啥。於是我就來寫一個逗比的應用將 π 的顏色在 WPF 應用畫出來。原理就是讀取 π 的小數點后的數值，然后使用逗比算法轉換為 RGB 顏色像素，接着將這些像素轉換為一張圖片

以下就是我用程序生成的 π 圖片

我先從某個有趣的地方隨便找到了 π 小數點之后很長的數值，接下來將這個數值存放作為字符串，再對這個字符串執行如下算法

1. 讀取兩個 0-9 的字符
2. 將此兩個字符拼接為兩位數的數值
3. 將這些數值放在一個列表

此時就可以獲取這個列表的內容

如以下代碼，下面代碼的 NumberText.PI 就是一個 π 的字符串

        private static List<int> StringNumberToList()
        {
            var stringReader = new StringReader(NumberText.PI);
            stringReader.Read();
            stringReader.Read();

            var list = new List<int>();
            while (true)
            {
                var height = ReadNumber(stringReader);
                if (height < 0)
                {
                    break;
                }

                var low = ReadNumber(stringReader);
                if (low < 0)
                {
                    break;
                }

                var number = height * 10 + low;
                list.Add(number);
            }

            return list;
        }

        private static int ReadNumber(StringReader reader)
        {
            while (true)
            {
                var text = reader.Read();
                if (text == -1)
                {
                    return -1;
                }

                var c = (char)text;

                var n = c - '0';
                if (n is >= 0 and <= 9)
                {
                    return n;
                }
            }
        }

接下來通過 WriteableBitmap 將上面生成的數值列表轉換為 RGB 像素寫入到圖片，算法如下

1. 按照順序遍歷數值列表
2. 按照 BGR 的順序填充像素的數值
3. 像素每個數值計算方法是按照 0-100 的比例對應 0-255 的比例拉伸

代碼如下

        private static unsafe WriteableBitmap ToBitmap(List<int> list, double width, double height)
        {
            var writeableBitmap = new WriteableBitmap((int)width, (int)height, 96, 96, PixelFormats.Bgra32, null);

            writeableBitmap.Lock();

            var backBuffer = (byte*)writeableBitmap.BackBuffer;
            var length = writeableBitmap.PixelWidth * writeableBitmap.PixelHeight *
                writeableBitmap.Format.BitsPerPixel / 8;
            for (int i = 0, j = 0; i + 4 < length && j + 3 < list.Count; i = i + 4, j += 3)
            {
                var blue = backBuffer[i];
                var green = backBuffer[i + 1];
                var red = backBuffer[i + 2];
                var alpha = backBuffer[i + 3];

                blue = (byte)Math.Round(list[j + 2] / 100.0 * byte.MaxValue);
                green = (byte)Math.Round(list[j + 1] / 100.0 * byte.MaxValue);
                red = (byte)Math.Round(list[j + 0] / 100.0 * byte.MaxValue);
                alpha = 0xFF;

                backBuffer[i] = blue;
                backBuffer[i + 1] = green;
                backBuffer[i + 2] = red;
                backBuffer[i + 3] = alpha;
            }

            writeableBitmap.AddDirtyRect(new Int32Rect(0, 0, writeableBitmap.PixelWidth, writeableBitmap.PixelHeight));
            writeableBitmap.Unlock();
            return writeableBitmap;
        }

通過上面代碼就可以拿到 π 的圖片，將此圖片在界面顯示就可以看到效果

當然了，除了以上算法之外，還有其他很多有趣的方法，歡迎大家亂寫

本文所有代碼放在 github 和 gitee 歡迎訪問

可以通過如下方式獲取本文的源代碼，先創建一個空文件夾，接着使用命令行 cd 命令進入此空文件夾，在命令行里面輸入以下代碼，即可獲取到本文的代碼

git init
git remote add origin https://gitee.com/lindexi/lindexi_gd.git
git pull origin 747c17ef199dddf7f13f8cae7ffc9aefc9d117ad

以上使用的是 gitee 的源，如果 gitee 不能訪問，請替換為 github 的源

git remote remove origin
git remote add origin https://github.com/lindexi/lindexi_gd.git

獲取代碼之后，進入 KohaykowurchemJaibuqajijiyeco 文件夾