//-----------------------------------------------------------------------------
// Fraktaly v pocitacove grafice
// Ukazkovy priklad cislo 9.2
// Autor: Pavel Tisnovsky
//
// Vykresleni modifikovaneho Lorenzova atraktoru v prostoru
// Otoceni a posun objektu se provadi pomoci mysi:
// leve tlacitko - otaceni
// prave tlacitko - posun
//
// Ukonceni aplikace se provede klavesou [Esc].
//-----------------------------------------------------------------------------
#ifdef __BORLANDC__
#include <windows.h>
#endif
#include <GL/glut.h> // hlavickovy soubor funkci GLUTu a OpenGL
#include <GL/glu.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <math.h>
#define WINDOW_TITLE "Fraktaly 9.2" // titulek okna
#define WINDOW_WIDTH 512 // pocatecni velikost okna
#define WINDOW_HEIGHT 384
double a=5.0; // parametry fraktalu
double b=15.0;
double c=1.0;
double dt=0.02;
int maxiter=6000; // maximalni pocet iteraci
double scale=0.1; // meritko fraktalu
int xnew=0, xold=0, ynew=0, yold=0, stav=0; // stav mysi
int znew=0, zold=0;
int x2=0, y2=0, z2=0;
//-----------------------------------------------------------------------------
// Prekresleni modifikovaneho Lorenzova atraktoru
//-----------------------------------------------------------------------------
void recalcLorenz2( double a, // parametry fraktalu
double b,
double c,
double dt, // pouzito pri numericke integraci
int maxiter, // maximalni pocet iteraci
double scale) // meritko obrazce
{
double x=1.0, y=1.0, z=1.0; // pocatecni pozice bodu
double x2, y2, z2;
double norm;
int iter=maxiter;
glColor3f(1.0f, 1.0f, 1.0f);
glBegin(GL_LINE_STRIP);
while (iter--) { // iteracni smycka
glColor3f(x/10.0,y/10.0,z/10.0);
norm=sqrt(x*x+y*y);
x2 = x+(-a*dt-dt)*x+(a*dt-b*dt)*y+(dt-a*dt)*norm+y*dt*z;
y2 = y+(b*dt-a*dt)*x-(a*dt+dt)*y+(b*dt+a*dt)*norm-x*dt*z-norm*z*dt;
z2 = z+y*dt/2.0-c*dt*z;
x=x2;
y=y2;
z=z2;
glVertex3d(x*scale, y*scale, z*scale);
}
glEnd();
}
//-----------------------------------------------------------------------------
// Vykresleni retezce na obrazovku
//-----------------------------------------------------------------------------
void drawString(const int x, const int y, // umisteni retezce
const float r, const float g, const float b, // barva pisma
char *str) // ukazatel na retezec
{
char *c;
glColor3f(r, g, b);
glRasterPos2i(x, y);
for (c=str; *c!=0; c++) {
glutBitmapCharacter(GLUT_BITMAP_9_BY_15, *c);
}
}
//-----------------------------------------------------------------------------
// Vypis informaci o vykreslovanem fraktalu
//-----------------------------------------------------------------------------
void drawInfo(double a, double b, double c, double dt, int maxiter, double scale, double panx, double pany)
{
char str[100];
sprintf(str, "[1][2] a = %5.3f", a);
drawString(10,112, 1.0, 1.0, 0.0, str);
sprintf(str, "[3][4] b = %5.3f", b);
drawString(10, 96, 1.0, 1.0, 0.2, str);
sprintf(str, "[5][6] c = %5.3f", c);
drawString(10, 80, 1.0, 1.0, 0.4, str);
sprintf(str, "[7][8] dt = %5.3f", dt);
drawString(10, 64, 0.8, 1.0, 0.6, str);
sprintf(str, "[<][>] maxiter = %d", maxiter);
drawString(10, 48, 0.6, 1.0, 0.8, str);
sprintf(str, "[PgUp][PgDn] scale = %3.0f ", scale);
drawString(10, 32, 0.4, 1.0, 1.0, str);
}
//-----------------------------------------------------------------------------
// Funkce volana pro inicializaci vykreslovani
//-----------------------------------------------------------------------------
void onInit(void)
{
glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f); // barva pozadi
}
//-----------------------------------------------------------------------------
// Nastaveni souradneho systemu v zavislosti na velikosti okna
//-----------------------------------------------------------------------------
void onResize(int w, int h) // argumenty w a h reprezentuji novou velikost okna
{
glViewport(0, 0, w, h); // viditelna oblast pres cele okno
glMatrixMode(GL_PROJECTION); // zacatek modifikace projekcni matice
glLoadIdentity(); // vymazani projekcni matice (=identita)
if (h==0) // nastaveni perspektivni projekce
gluPerspective ( 80, (float)w, 1.0, 5000.0 );
else
gluPerspective ( 80, (float)w /(float) h, 1.0, 5000.0 );
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
glLoadIdentity();
}
//-----------------------------------------------------------------------------
// Tato callback funkce je zavolana pri kazdem prekresleni okna
//-----------------------------------------------------------------------------
void onDisplay(void)
{
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); // vymazani vsech bitovych rovin barvoveho bufferu
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
glPushMatrix();
glLoadIdentity();
glTranslatef(0.0f, 0.0f, -4.0); // rotace o posun objektu
glTranslatef(0.0f, 0.0f, znew);
glRotatef(ynew, 1.0f, 0.0f, 0.0f);
glRotatef(xnew, 0.0f, 1.0f, 0.0f);
recalcLorenz2(a, b, c, dt, maxiter, scale); // prepocet fraktalu
glPopMatrix();
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glPushMatrix();
glLoadIdentity();
glOrtho(0, 512, 0, 384, -1, 1);
glRasterPos2i(0, 0); // nastaveni souradnic leveho spodniho rohu pixmapy
drawInfo(a, b, c, dt, maxiter, scale, xnew, ynew);
glPopMatrix();
glFlush(); // provedeni a vykresleni vsech zmen
glutSwapBuffers();
}
//-----------------------------------------------------------------------------
// Tato callback funkce je zavolana pri stlaceni ASCII klavesy
//-----------------------------------------------------------------------------
#ifdef __BORLANDC__
#pragma option -w-par
#endif
void onKeyboard(unsigned char key, int x, int y)
{
key=(key>='A' && key<='Z') ? key-'A'+'a': key;
switch (key) {
case 27: // pokud byla stlacena klavesa ESC, konec programu
case 'q': exit(0); break;// totez co klavesa ESC
case '1': a-=0.1; glutPostRedisplay(); break;
case '2': a+=0.1; glutPostRedisplay(); break;
case '3': b-=0.1; glutPostRedisplay(); break;
case '4': b+=0.1; glutPostRedisplay(); break;
case '5': c-=0.01; glutPostRedisplay(); break;
case '6': c+=0.01; glutPostRedisplay(); break;
case '7': dt-=0.001; glutPostRedisplay(); break;
case '8': dt+=0.001; glutPostRedisplay(); break;
case '<':
case ',': if (maxiter>100) maxiter-=100; glutPostRedisplay(); break; // zmena poctu iteraci
case '>':
case '.': if (maxiter<100000) maxiter+=100;glutPostRedisplay(); break;
default: break;
}
}
#ifdef __BORLANDC__
#pragma option -w+par
#endif
//-----------------------------------------------------------------------------
// Tato callback funkce je zavolana pri stlaceni non-ASCII klavesy
//-----------------------------------------------------------------------------
#ifdef __BORLANDC__
#pragma option -w-par
#endif
void onSpecial(int key, int x, int y)
{
// posun fraktalu a zmena meritka
switch (key) {
case GLUT_KEY_PAGE_UP: scale++; glutPostRedisplay(); break;
case GLUT_KEY_PAGE_DOWN: if (scale>1) scale--; glutPostRedisplay(); break;
default: break;
}
}
#ifdef __BORLANDC__
#pragma option -w+par
#endif
//-----------------------------------------------------------------------------
// Funkce volana pri stisku tlacitek mysi
//-----------------------------------------------------------------------------
void onMouse(int button, int state, int x, int y)
{
if (button==GLUT_LEFT_BUTTON) {
if (state==GLUT_DOWN) { // pri stlaceni
stav=1; // nastaveni pro funkci motion
x2=x; // zapamatovat pozici kurzoru mysi
y2=y;
}
else { // GLUT_UP
stav=0; // normalni stav
xold=xnew; // zapamatovat novy pocatek
yold=ynew;
}
}
if (button==GLUT_RIGHT_BUTTON) {
if (state==GLUT_DOWN) { // pri stlaceni
stav=2; // nastaveni pro funkci motion
z2=y; // zapamatovat pozici kurzoru mysi
}
else {
stav=0;
zold=znew; // zapamatovat novy pocatek
}
}
glutPostRedisplay(); // prekresleni sceny
}
//-----------------------------------------------------------------------------
// funkce volana jestlize se mys pohybuje a je stlaceno nektere tlacitko
//-----------------------------------------------------------------------------
void onMotion(int x, int y)
{
if (stav==1) { // stav presunu
xnew=xold+x-x2; // vypocitat novou pozici
ynew=yold+y-y2;
glutPostRedisplay(); // a prekreslit scenu
}
if (stav==2) { // stav presunu
znew=zold+y-z2; // vypocitat novou pozici
glutPostRedisplay(); // a prekreslit scenu
}
}
//-----------------------------------------------------------------------------
// Hlavni funkce konzolove aplikace
//-----------------------------------------------------------------------------
int main(int argc, char **argv)
{
glutInit(&argc, argv); // inicializace knihovny GLUT
glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_DOUBLE);
glutCreateWindow(WINDOW_TITLE); // vytvoreni okna pro kresleni
glutReshapeWindow(WINDOW_WIDTH, WINDOW_HEIGHT);// zmena velikosti okna
glutPositionWindow(100, 100); // pozice leveho horniho rohu okna
glutDisplayFunc(onDisplay); // registrace funkce volane pri prekreslovani okna
glutReshapeFunc(onResize); // registrace funkce volane pri zmene velikosti okna
glutKeyboardFunc(onKeyboard); // registrace funkce volane pri stlaceni klavesy
glutSpecialFunc(onSpecial); // registrace funkce volane pri stlaceni specialni klavesy
glutMouseFunc(onMouse);
glutMotionFunc(onMotion); // funkce volane pro udalosti mysi
onInit(); // inicializace vykreslovani
glutMainLoop(); // nekonecna smycka, kde se volaji zaregistrovane funkce
return 0; // navratova hodnota vracena operacnimu systemu
}
//-----------------------------------------------------------------------------
// finito
//-----------------------------------------------------------------------------