|
|
Опубликовано Курочкин Александр в Сб, 03/20/2010 - 13:49
|
Построить фрактал Коха, менять динамически параметры фрактала.
Данная программа на основе построение кривой Коха, строит
1 - классическую кривую Коха (в основании прямая);
2 - классическая кривая и её зеркальное отражение (в основании прямая);
3 - квадрат Коха (в основании квадрат);
4 - снежинка Коха (в основании квадрат);
5 - снежинка Коха (в основании правильный треугольник);
6 - треугольник Коха (в основании правильный треугольник).
Каждую секунду увеличивается степень кривизны объекта.
Объекты переключаются клавишами цифр в таком же порядке как написано выше.
Программа написана в Linux в среде Code :: Blocks скомпилирована GNU GCC.
Алгоритм:
1 функции Коха (KOH) передаются координаты прямой;
2 по этим координатам текущую прямую разбиваем на 3 части;
3 среднюю часть закрашиваем цветом фона;
4 средняя часть — основание равностороннего треугольника, зная координаты основания
найдём координаты третьей вершины треугольника по формуле
x = (x2 + x1)/2 + h * i * sina
y = (y2 + y1)/2 - h * i * cosa
где,
(x,y) — координаты искомой вершины;
(x1,y1) — координаты начальной точки отрезка средней части ;
(x2,y2) — координаты конечной точки отрезка средней части ;
h - высота нового равностороннего треугольника
h = L /(2 * sqrt(3));
L - длина основания
L = sqrt(pow((x1 - x2),2) + pow((y1 — y2),2));
i — булевая переменная; определяет в какую сторону ляжет треугольник
(справа или слева от отрезка заданного координатами x1,y1,x2,y2);
sina, cosa - углы между линией и осью ОХ
sina = (y2 - y1)/L;
cosa = (x2 - x1)/L;
5 рисуем боковые стороны этого треугольника;
6 рекурсивно вызываем эту функцию для новых отрезков которые мы получили;
тем самым увеличивая порядок искривления.
Для построение снежинки Коха. квадрата Коха и т д.
функции KOH передаются координаты всех прямых объекта.
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <gtk/gtk.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
typedef struct TRANSP trans;//структура передачи
struct TRANSP{
int o;//порядок искривления
int switcer;//переключатель кривых
GtkWidget *window_tr;//где рисуем
};
//фун-ия дробления прямой
void KOH(GtkWidget *w, int k, int o, int x1, int y1, int x2, int y2, int i){
cairo_t *cr;
cr = gdk_cairo_create (w);
cairo_set_line_width(cr, 5);
cairo_set_source_rgb(cr, 0, 0, 0);
// точка на 1/3 длины
double x3 = x1 + (x2 - x1)/3;
double y3 = y1 + (y2 - y1)/3;
// точка на 2/3 длины
double y4 = y1 + 2 * (y2 - y1)/3;
double x4 = x1 + 2 * (x2 - x1)/3;
//закрашиваем среднюю треть прямой
cairo_line_to(cr, x3, y3);
cairo_line_to(cr, x4, y4);
cairo_stroke (cr);
// длина линии
double L = sqrt(pow((x1 - x2),2) + pow((y1 - y2),2));
// высота нового равностороннего треугольника
double h = L /(2 * sqrt(3));
// углы между линией и осью ОХ
double sina = (y2 - y1)/L;
double cosa = (x2 - x1)/L;
// вершина галочки
double x5 = (x2 + x1)/2 + h * i * sina;
double y5 = (y2 + y1)/2 - h * i * cosa ;
// рисуем "галочку"
cairo_set_source_rgb(cr, 0, 1, 0);
cairo_set_line_width (cr, 2);
cairo_line_to(cr, x3, y3);
cairo_line_to(cr, x5, y5);
cairo_line_to(cr, x5, y5);
cairo_line_to(cr, x4, y4);
cairo_stroke (cr);
k++;// текущий порядок кривй Коха
if (k<o){// рекурсивно вызываем эту фи-ию пока порядок кривизны не будет равен данному
KOH(w, k, o, x1, y1, x3, y3, i);
KOH(w, k, o, x3, y3, x5, y5, i);
KOH(w, k, o, x5, y5, x4, y4, i);
KOH(w, k, o, x4, y4, x2, y2, i);
}
cairo_destroy(cr);
}
gboolean on_draw (GtkWidget *widget, GdkEventExpose *event, gpointer data){
trans *h;
h=(trans*)data;
int o, switcer;
o=h->o;
switcer=h->switcer;
cairo_t *cr;
cr = gdk_cairo_create (widget->window);
//рисуем фон
cairo_rectangle(cr, 0, 0, widget->allocation.width, widget->allocation.height);
cairo_set_source_rgb(cr,0,0,0);
cairo_fill(cr);
// рисуем саму кривую
cairo_set_source_rgb(cr,0,1,0);
switch(switcer){
//обычеая кривая Коха (в основе лежит обычная прямая)
case 1:{
int x1=20, y1=widget->allocation.height/2,
x2=widget->allocation.width-20, y2=widget->allocation.height/2;
int k=0;
cairo_line_to(cr, x1, y1);
cairo_line_to(cr, x2, y2);
cairo_stroke (cr);
cairo_destroy(cr);
if (o>0)
KOH(widget->window, k, o, x1, y1, x2, y2, 1);
}
break;
//Двойная кривая Коха (в основе лежит обычная прямая,
//но функциядробления вызывается 2 раза для верхнего искривлени и внутренего)
case 2:{
int x1=20, y1=widget->allocation.height/2,
x2=widget->allocation.width-20, y2=widget->allocation.height/2;
int k=0;
cairo_set_source_rgb(cr,0,1,0);
cairo_line_to(cr, x1, y1);
cairo_line_to(cr, x2, y2);
cairo_stroke (cr);
cairo_destroy(cr);
if (o>0){
KOH(widget->window, k, o, x1, y1, x2, y2, 1);
KOH(widget->window, k, o, x1, y1, x2, y2, -1);
}
}
break;
//квадрат коха (искревление идёт во внутрь)
case 3:{
int l=50,
x1=l, y1=l,
x2=widget->allocation.width-l, y2=l,
x3=l, y3=widget->allocation.height-l,
x4=widget->allocation.width-l, y4=widget->allocation.height-l,
k=0;
cairo_line_to(cr, x1, y1);
cairo_line_to(cr, x2, y2);
cairo_line_to(cr, x1, y1);
cairo_line_to(cr, x3, y3);
cairo_line_to(cr, x3, y3);
cairo_line_to(cr, x4, y4);
cairo_line_to(cr, x2, y2);
cairo_line_to(cr, x4, y4);
cairo_stroke (cr);
cairo_destroy(cr);
if (o>0){
KOH(widget->window, k, o, x1, y1, x2, y2, -1);
KOH(widget->window, k, o, x1, y1, x3, y3, 1);
KOH(widget->window, k, o, x3, y3, x4, y4, 1);
KOH(widget->window, k, o, x2, y2, x4, y4, -1);
}
}
break;
//Снежинка Коха (в основании лежит квадрат)
case 4:{
int l=150,
x1=l, y1=l,
x2=widget->allocation.width-l, y2=l,
x3=l, y3=widget->allocation.height-l,
x4=widget->allocation.width-l, y4=widget->allocation.height-l,
k=0;
cairo_line_to(cr, x1, y1);
cairo_line_to(cr, x2, y2);
cairo_line_to(cr, x1, y1);
cairo_line_to(cr, x3, y3);
cairo_line_to(cr, x3, y3);
cairo_line_to(cr, x4, y4);
cairo_line_to(cr, x2, y2);
cairo_line_to(cr, x4, y4);
cairo_stroke (cr);
cairo_destroy(cr);
if (o>0){
KOH(widget->window, k, o, x1, y1, x2, y2, 1);
KOH(widget->window, k, o, x1, y1, x3, y3, -1);
KOH(widget->window, k, o, x3, y3, x4, y4, -1);
KOH(widget->window, k, o, x2, y2, x4, y4, 1);
}
}
break;
//Снежинка Коха (в основании лежит правильный треугольник)
case 5:{
int l=50,
x2, y2,
x3=l, y3=widget->allocation.height-l-100,
x4=widget->allocation.width-l, y4=widget->allocation.height-l-100,
k=0;
x2=(x4-x3)*cos(-M_PI/3)+x3;
y2=(x4-x3)*sin(-M_PI/3)+y3;
cairo_line_to(cr, x3, y3);
cairo_line_to(cr, x4, y4);
cairo_line_to(cr, x3, y3);
cairo_line_to(cr, x2, y2);
cairo_line_to(cr, x2, y2);
cairo_line_to(cr, x4, y4);
cairo_stroke (cr);
cairo_destroy(cr);
if (o>0){
KOH(widget->window, k, o, x3, y3, x4, y4, -1);
KOH(widget->window, k, o, x3, y3, x2, y2, 1);
KOH(widget->window, k, o, x2, y2, x4, y4, 1);
}
}
break;
//Триугольник коха ( основании лежит правильный триугольник)
case 6:{
int l=50,
x2, y2,
x3=l, y3=widget->allocation.height-l*2,
x4=widget->allocation.width-l, y4=widget->allocation.height-l*2,
k=0;
x2=(x4-x3)*cos(-M_PI/3)+x3;
y2=(x4-x3)*sin(-M_PI/3)+y3;
cairo_line_to(cr, x3, y3);
cairo_line_to(cr, x4, y4);
cairo_line_to(cr, x3, y3);
cairo_line_to(cr, x2, y2);
cairo_line_to(cr, x2, y2);
cairo_line_to(cr, x4, y4);
cairo_stroke (cr);
cairo_destroy(cr);
if (o>0){
KOH(widget->window, k, o, x3, y3, x4, y4, 1);
KOH(widget->window, k, o, x3, y3, x2, y2, -1);
KOH(widget->window, k, o, x2, y2, x4, y4, -1);
}
}
break;
}
return TRUE;
}
// Функ-ия каждую секнду перерисовывает кривую увеличвая порядок искривления
gint time_step (gpointer data){
trans *l;
l=(trans*)data;
//GtkWidget *widget;
//widget=(GtkWidget*)data;
if (l->o>=5) l->o=0 ;//если порядок искривления больше 5 то возвращаемся к исходной кривой
else l->o++;
gtk_widget_queue_draw(l->window_tr);
return 1;
}
//обработка нажатия клавиш
gboolean on_press (GtkWidget *window, GdkEventKey *key, gpointer data){
trans *l;
l=(trans*)data;
l->o=0;//обнуляем порядок искривления
switch(key->keyval){
//при нажатии клавиши 1 рисуется кривая 1
case 49:
l->switcer=1;
break;
//при нажатии клавиши 2 рисуется кривая 2
case 50:
l->switcer=2;
break;
//при нажатии клавиши 3 рисуется кривая 3
case 51:
l->switcer=3;
break;
//при нажатии клавиши 4 рисуется кривая 4
case 52:
l->switcer=4;
break;
//при нажатии клавиши 5 рисуется кривая 5
case 53:
l->switcer=5;
break;
//при нажатии клавиши 6 рисуется кривая 6
case 54:
l->switcer=6;
break;
}
return 0;
}
int main (int argc, char *argv[]){
gtk_init( &argc, &argv);//инициализация GTK
GtkWidget *window = gtk_window_new (GTK_WINDOW_TOPLEVEL);// Создаём окно
gtk_widget_set_size_request (window, 600, 600);// Размерность окна
trans fd;
fd.o=0;
fd.switcer=1;
fd.window_tr=window;
g_signal_connect (G_OBJECT (window), "expose_event", G_CALLBACK (on_draw),(gpointer)&fd);//при создании вы фу-ию рисования
g_signal_connect (G_OBJECT (window), "key_press_event", G_CALLBACK (on_press), (gpointer)&fd);//обработчик события нажатия клвиш
g_timeout_add(1000, (GSourceFunc) time_step, (gpointer)&fd);//перирисовка фрактала
g_signal_connect (G_OBJECT (window), "destroy", G_CALLBACK(gtk_main_quit), NULL);//обработчик закрытия
gtk_widget_show_all(window);// вывод окна
gtk_main();
return 0;
}
Ключевые слова:
кривая Коха, квадрат Коха, снежинка Коха, кривая Коха, фрактал
|
|
