c# 半导体/led行业晶圆片WaferMap实现 map图实现入门篇

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原文作者：aircraft

原文地址：https://www.cnblogs.com/DOMLX/p/18729664

第一简介

又是好久没更新了，今天介绍个半导体/led行业生成晶圆片map图的小demo程序。

在半导体和led中经常需要对下图中的一个个晶圆片上的一个个die（晶圆）生成一个总体的map图，不管是检测中用来显示晶圆片上各个Die的好坏分布，还是用作于点击晶圆移动查看都是有必要的。

像正常在半导体或者LED设备公司中工作过的人基本都有完整的map的显示控件的封装代码，但是如果你是刚跨行过来，或者是自己想研究学习，那么基本就要自己开发一个MAP控件。比如下图那样的就是

工业公司开发的MAP控件led软件上显示的效果。

第二 demo结构

工具环境是在VS2015下 c#6.0以下的语法环境基于c#和winfrom的对话框程序

mainFrom.cs就是个显示作用的窗体

waferDie.cs里只定义了Die类里面存放每个Die的行列坐标和颜色信息以及一些其他信息比如检测好坏等

WaferMapControl.cs就是创建个用户控件类，在上面实现绘制MAP功能，外部只要把晶圆的队列数组传入就可以直接使用

非常简单的三个文件，只要自己创建一下名字相同的三个代码文件，然后复制我下面的代码进去就可以运行使用了。注意：WaferMapControl是个用户控件，可以点添加，选择用户控件，然后改一下名字。

第三代码

mainFrom界面图：

中间添加了一个panel的控件，属性为填充

mainFrom.cs代码：

using System; using System.Collections.Generic; using System.ComponentModel; using System.Data; using System.Drawing; using System.Linq; using System.Text; using System.Threading.Tasks; using System.Windows.Forms;   namespace waferMpingTest1 {     public partial class mainFrom : Form     {         public mainFrom()         {             InitializeComponent();             InitializeWaferMap();             //GenerateTestData(1000000); // 生成测试数据             GenerateTestData2(10); // 生成测试数据         }         WaferMapControl waferMap = new WaferMapControl         {             Dock = DockStyle.Fill,             BorderStyle = BorderStyle.FixedSingle         };         private void InitializeWaferMap()         {                          waferMap.DieClicked += (s, e) =>                 MessageBox.Show($"Clicked Die: ({e.Die.Row}, {e.Die.Column})");              panel1.Controls.Add(waferMap);             //Controls.Add(waferMap);         }          private void GenerateTestData(int count)         {             var random = new Random();             var dies = new List<WaferDie>(count);              for (int i = 0; i < count; i++)             {                 dies.Add(new WaferDie                 {                     Row = random.Next(-100, 100),                     Column = random.Next(-100, 100),                     DieColor = Color.FromArgb(                         random.Next(256),                         random.Next(256),                         random.Next(256))                 });             }             //WaferMapControl map = new WaferMapControl();             waferMap.LoadData(dies);             //if (Controls[0] is WaferMapControl map)             //map.LoadData(dies);         }          private void GenerateTestData2(int count)         {             var random = new Random();             var dies = new List<WaferDie>(count);              for (int i = -count; i < count; i++)             {                 for(int j = -count;j<count;j++)                 {                     //dies.Add(new WaferDie                     //{                     //    Row = i,                     //    Column = j,                     //    DieColor = Color.FromArgb(                     //   random.Next(0),                     //   random.Next(256),                     //   random.Next(0))                     //});                      dies.Add(new WaferDie                     {                         Row = i,                         Column = j,                         DieColor = Color.FromArgb(                       0,66,0)                     });                  }               }             //WaferMapControl map = new WaferMapControl();             waferMap.LoadData(dies);             //if (Controls[0] is WaferMapControl map)             //map.LoadData(dies);         }     } }

上边主要就是在窗体里增加一下GenerateTestData（）函数，随机的生成一些晶圆Die的行列坐标和颜色数据然后放到list里传入给Map控件。

waferDie.cs代码：

using System; using System.Collections.Generic; using System.Drawing; using System.Linq; using System.Text; using System.Threading.Tasks;  namespace waferMpingTest1 {     // 晶圆单元数据结构     public class WaferDie     {         public int Row { get; set; }      // 行坐标         public int Column { get; set; }   // 列坐标         public Color DieColor { get; set; } // 显示颜色         public object Tag { get; set; }   // 附加数据     } }

上面主要就是构建个简单的晶圆类用来存放数据

WaferMapControl.cs视图：

WaferMapControl.cs代码：

using System; using System.Collections.Generic; using System.ComponentModel; using System.Drawing; using System.Data; using System.Linq; using System.Text; using System.Threading.Tasks; using System.Windows.Forms;  namespace waferMpingTest1 {     /// <summary>     /// 晶圆图控件类，支持缩放、平移、坐标系切换等功能     /// </summary>     public partial class WaferMapControl : UserControl     {         /// <summary>         /// 坐标系方向枚举         /// </summary>         public enum CoordinateDirection         {             Normal,     // 正常坐标系（左上角为原点，向右X增加，向下Y增加）             Rotated180  // 旋转180度坐标系（右下角为原点，向左X增加，向上Y增加）         }          /// <summary>         /// 晶圆单元点击事件参数类         /// </summary>         public class DieEventArgs : EventArgs         {             public WaferDie Die { get; }              /// <summary>             /// 初始化事件参数             /// </summary>             public DieEventArgs(WaferDie die)             {                 Die = die;             }         }          // 双缓冲配置         public WaferMapControl()         {             DoubleBuffered = true;             SetStyle(ControlStyles.OptimizedDoubleBuffer |                         ControlStyles.UserPaint |                         ControlStyles.AllPaintingInWmPaint, true);              // 启用双缓冲和自定义绘制模式         }          // 数据存储和显示参数         private List<WaferDie> _dies = new List<WaferDie>();    // 存储所有晶圆单元数据         private CoordinateDirection _direction = CoordinateDirection.Normal; // 当前坐标系方向         private float _zoom = 1.0f; // 缩放比例         private PointF _offset = PointF.Empty; // 平移偏移量         private Point _lastMousePos; // 上次鼠标位置          // 属性设置         [Description("当前坐标系方向")]         public CoordinateDirection Direction         {             get { return _direction; }             set             {                 _direction = value;                 Invalidate(); // 触发重绘             }         }          // 加载数据（带分块处理）         public void LoadData(IEnumerable<WaferDie> dies)         {             _dies.Clear();             // 实际项目需要分块加载，这里简化处理             _dies.AddRange(dies);             OptimizeData();             Invalidate();         }          // 数据优化（示例：建立空间索引）         private void OptimizeData()         {             // 实际项目需要根据数据量建立空间索引             // 例如使用Dictionary<Tuple<int, int>, WaferDie>快速查找         }          // 绘制逻辑         protected override void OnPaint(PaintEventArgs e)         {             base.OnPaint(e);             var g = e.Graphics;             g.SmoothingMode = System.Drawing.Drawing2D.SmoothingMode.AntiAlias;              // 应用缩放和平移变换             g.TranslateTransform(_offset.X, _offset.Y);             g.ScaleTransform(_zoom, _zoom);              // 绘制坐标系             DrawCoordinateSystem(g);              // 绘制晶圆单元（优化绘制范围）             var visibleRect = GetVisibleRect();             foreach (var die in GetVisibleDies(visibleRect))             {                 DrawDie(g, die);             }         }          // 获取可见区域（逻辑坐标）         private RectangleF GetVisibleRect()         {             var screenRect = new RectangleF(                 -_offset.X / _zoom,  // 逻辑坐标原点对应屏幕位置                 -_offset.Y / _zoom,                 ClientSize.Width / _zoom,  // 屏幕宽度对应的逻辑宽度                 ClientSize.Height / _zoom);             return screenRect;         }          // 获取可见晶圆单元（示例伪代码）         private IEnumerable<WaferDie> GetVisibleDies(RectangleF visibleRect)         {             // 根据空间索引快速查找可见单元             // 这里简单返回全部数据（实际需要优化）             return _dies;         }          // 绘制单个晶圆单元         private void DrawDie(Graphics g, WaferDie die)         {             // 坐标转换（根据坐标系方向）             float x, y;             ConvertCoordinates(die.Column, die.Row, out x, out y);              // 计算绘制位置和大小             float size = Math.Max(2, 4 / _zoom); // 动态调整显示大小（最小2像素）             var rect = new RectangleF(x - size / 2, y - size / 2, size, size);              using (var brush = new SolidBrush(die.DieColor))             {                 g.FillRectangle(brush, rect);             }         }          // 坐标系转换         private void ConvertCoordinates(int col, int row, out float x, out float y)         {             // 基础坐标转换（根据实际坐标系方向实现转换）             x = col * 2f;    // 列转换为X坐标（示例比例）             y = row * 2f;    // 行转换为Y坐标（示例比例）              // 示例缩放比例，实际应根据具体需求调整             x *= _zoom;             y *= _zoom;              // 方向修正             if (_direction == CoordinateDirection.Rotated180)             {                 x = ClientSize.Width - x;                 y = ClientSize.Height - y;             }         }          // 绘制坐标系         private void DrawCoordinateSystem(Graphics g)         {             // 根据坐标系方向绘制坐标轴和标签             // （具体实现略，需要处理文字方向和位置）              // 绘制十字坐标轴             g.DrawLine(Pens.Black, 0, 0, ClientSize.Width, 0); // X轴             g.DrawLine(Pens.Black, 0, ClientSize.Height, 0, 0); // Y轴                       }          // 鼠标交互处理         protected override void OnMouseDown(MouseEventArgs e)         {             base.OnMouseDown(e);             _lastMousePos = e.Location;              if (e.Button == MouseButtons.Left)             {                 // 获取点击位置对应的晶圆单元                 var logicalPoint = ToLogicalPoint(e.Location);                 var die = FindDieAt(logicalPoint);                  if (die != null)                 {                     // 触发点击事件                     OnDieClicked(new DieEventArgs(die));                 }             }         }          // 坐标转换（屏幕坐标→逻辑坐标）         private PointF ToLogicalPoint(Point screenPoint)         {             return new PointF(                 (screenPoint.X - _offset.X) / _zoom,                 (screenPoint.Y - _offset.Y) / _zoom);         }          // 查找晶圆单元（示例伪代码）         private WaferDie FindDieAt(PointF logicalPoint)         {              // 线性查找             foreach (var die in _dies)             {                 float dieX, dieY;                 ConvertCoordinates(die.Column, die.Row, out dieX, out dieY);                  // 点击检测（考虑显示尺寸和误差范围）                 if (Math.Abs(dieX - logicalPoint.X) < 5 &&                     Math.Abs(dieY - logicalPoint.Y) < 5)                 {                     return die;                 }             }             return null;         }          // 鼠标拖动平移         protected override void OnMouseMove(MouseEventArgs e)         {             base.OnMouseMove(e);             if (e.Button == MouseButtons.Left)             {                 var delta = new Point(                     e.X - _lastMousePos.X,                     e.Y - _lastMousePos.Y);                 _offset.X += delta.X;                 _offset.Y += delta.Y;                 _lastMousePos = e.Location;                 Invalidate();             }         }          // 鼠标滚轮缩放         protected override void OnMouseWheel(MouseEventArgs e)         {             base.OnMouseWheel(e);             float zoomFactor = 1.1f;             if (e.Delta < 0) zoomFactor = 1 / zoomFactor;              // 保持缩放中心             var beforeZoom = ToLogicalPoint(e.Location);             _zoom *= zoomFactor;             _zoom = Math.Max(0.5f, Math.Min(20, _zoom)); // 限制缩放范围             //_zoom = 0.5f;             var afterZoom = ToLogicalPoint(e.Location);              // 调整偏移量保持视觉中心             _offset.X += (afterZoom.X - beforeZoom.X) * _zoom;             _offset.Y += (afterZoom.Y - beforeZoom.Y) * _zoom;              Invalidate();         }          // 自定义事件         public event EventHandler<DieEventArgs> DieClicked;         protected virtual void OnDieClicked(DieEventArgs e)         {             DieClicked?.Invoke(this, e);         }     } }