在两个值之间振荡或“乒乓”？

Question

我有一条在时间 't' 评估的路径，并根据路径类型返回方向和位置。

时间的值受路径类型的影响：

switch (type)
{
    case PathType.Closed:
        time = ToolBox.Wrap(time, StartTime, EndTime);
        break; // Wrap time around the path time to loop

    case PathType.Open:
        time = ToolBox.Min(time, EndTime);
        break; // Clamp the time value to the max path time range

    case PathType.Oscillating:
        break;
}

缺少的链接在摆动。

我的问题是什么是在两个值之间摆动的好方法？

例如 (2, 7)。如果时间达到 7，它会反转并减少到 2，一旦达到 2，它就会反转并增加到 7。

算法应该知道是否根据原始值增加/减少值，所以如果值为 9，它知道答案是 7 - (Abs(7 - 9)。如果值为 14，则值已经环绕所以会导致增加1。

较高的值也会增加或减少该值，具体取决于它环绕原始范围的次数。

我希望这是有道理的，因为我很难解释。

编辑：

不随浮点值振荡：

        for (float i = 0; i < 100; i += 0.1f)
        {
            Console.WriteLine("{0} {1}", i, Oscillate(2.5f, 7.5f, i));
        }

    private float Oscillate(float min, float max, float value)
    {
        float range = max - min;

        float multiple = value / range;

        bool ascending = multiple % 2 == 0;
        float modulus = value % range;

        return ascending ? modulus + min : max - modulus;
    }

Answer 1

这是我想出的：

public static int Oscillate(int input, int min, int max)
{
    int range = max - min ;
    return min + Math.Abs(((input + range) % (range * 2)) - range);
}

我假设input 将是一个从 0 开始的计数器。

Answer 2

理想情况下，您应该将此功能抽象到某种类中，而不必担心在使用它时实现的实际工作方式。这是 C++ 中的初步看法（我的 C# 有点生疏）。我认为您可以毫不费力地将其转换为 C#。

class oscillator
{
  private:
    float min;
    float max;

    static float mod(float num, float div)
    {
        float ratio = num / div;
        return div * (ratio - std::floor(ratio));
    }

  public:
    oscillator(float a, float b)
      : min(a < b ? a : b), max(a > b ? a : b) {}

    float range() ( return max-min; }

    float cycle_length() { return 2*range(); } 

    float normalize(float val)
    {
        float state = mod(val-min, cycle_length());

        if (state > range())
            state = cycle_length()-state;

        return state + min;
    }
};

Answer 3

这将使您的数字在 2 和 7 之间振荡，在本例中，时间是一个整数：

bool isIncreasing = time <= 7;
for (int i = 0; i < 20; i++) //some random loop
{
    time = time + (isIncreasing ? 1 : -1);
    if (time >= 7 || time <= 2) isIncreasing = !isIncreasing;
}

Answer 4

考虑浮点值的新答案：

    // Note: Increase FACTOR depending on how many decimal places of accuracy you need.
    private const float FACTOR = 10;

    public void Test()
    {
        for (float i = 0; i < 1000; i += 0.1F)
        {
            Console.WriteLine("{0} {1}", i, Oscillate(2.5F, 7.5F, i));
        }
    }

    private float Oscillate(float min, float max, float time)
    {
        return (float)(Oscillate_Aux(Upscale(min), Upscale(max), Upscale(time))) / FACTOR;
    }

    private int Upscale(float value)
    {
        return (int)(value * FACTOR);
    }

    private int Oscillate_Aux(int min, int max, int time)
    {
        int range = max - min;

        int multiple = time / range;

        bool ascending = multiple % 2 == 0;
        int modulus = time % range;

        return ascending ? modulus + min : max - modulus;
    }

Answer 5

您所描述的内容听起来很像两个值之间的周期性线性插值。考虑使用 XNA 的MathHelper.Lerp 函数作为振荡的基础。

注意它使用百分比来控制振荡作为它的第三个参数。您必须弄清楚如何将您的时间 t 值转换为百分位数，但您可以从 ex 开始。 sin(t) 看看事情是如何运作的。

如果您不愿意将 XNA 导入您的项目，核心方程式很简单：

value1 + (value2 - value1) * amount

编辑：如果您的问题的核心是“什么是在两个值之间振荡的好、有效的方法？”，那么 Math.Sin(t)（或 Cos）可以为您提供 0 到 1 之间的规律振荡。

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