//----------------------------------------------------------------------------- // Fraktaly v pocitacove grafice // Ukazkovy priklad cislo 5.2 // Autor: Pavel Tisnovsky // // Program po svem spusteni otevre hlavni okno a vykresli do nej bifurkacni // diagram logisticke mapy. Ovladani aplikace pomoci klavesnice je popsano // v pate casti serialu o fraktalech pouzivanych v pocitacove grafice. // Pixmapu je mozne ulozit do souboru ve formatu TGA pomoci klavesove zkratky // [S]. Ukonceni aplikace se provede klavesou [Esc]. //----------------------------------------------------------------------------- #ifdef __BORLANDC__ #include #endif #include // hlavickovy soubor funkci GLUTu a OpenGL #include #include #include #include #define WINDOW_TITLE "Fraktaly 5.2" // titulek okna #define WINDOW_WIDTH 512 // pocatecni velikost okna #define WINDOW_HEIGHT 384 #define FILE_NAME "fraktaly4.tga" // jmeno souboru pro ulozeni pixmapy #define PIXMAP_WIDTH 512 // sirka pixmapy #define PIXMAP_HEIGHT 384 // vyska pixmapy typedef struct { // struktura popisujici pixmapu unsigned int width; unsigned int height; unsigned char *pixels; } pixmap; pixmap *pix; double x0=0.7; // uroven populace v nultem kroku int yp=0; // posun diagramu nahoru ci dolu double gr0=1.0; // posun populacniho rustu int maxiter=100; // maximalni pocet iteraci int iter0=10; // mez v poctu iteraci, od ktere se zacne s vykreslovanim //----------------------------------------------------------------------------- // Funkce pro vytvoreni pixmapy o zadane velikosti //----------------------------------------------------------------------------- pixmap * createPixmap(const unsigned int width, const unsigned int height) { pixmap *p=(pixmap *)malloc(sizeof(pixmap)); // alokace struktury pixmapy if (!p) return NULL; p->width=width; // naplneni struktury p->height=height; p->pixels=(unsigned char *)malloc(3*width*height); if (!p->pixels) { // alokace pole pro pixely free(p); // alokace se nepovedla return NULL; } else { memset(p->pixels, 0, 3*width*height); // smazani pixmapy } return p; } //----------------------------------------------------------------------------- // Funkce pro zruseni pixmapy //----------------------------------------------------------------------------- void destroyPixmap(pixmap *p) { if (p->pixels) free(p->pixels); // uvolnit vlastni pixmapu if (p) free(p); // i okolni strukturu } //----------------------------------------------------------------------------- // Vymazani pixmapy //----------------------------------------------------------------------------- void clearPixmap(const pixmap *p) { if (!p) return; if (!p->pixels) return; memset(p->pixels, 0, 3*p->width*p->height); } //----------------------------------------------------------------------------- // Funkce pro vykresleni pixmapy do barvoveho bufferu //----------------------------------------------------------------------------- void drawPixmap(const pixmap *p) { if (!p || !p->pixels) return; glDrawPixels( // vykresleni pixmapy p->width, p->height, // sirka a vyska pixmapy GL_RGB, // format dat pixelu GL_UNSIGNED_BYTE, // datovy typ kazde barevne slozky p->pixels); // ukazatel na pamet s barvami pixelu } //----------------------------------------------------------------------------- // Ulozeni pixmapy do externiho souboru //----------------------------------------------------------------------------- void savePixmap(const pixmap *p, const char *fileName) { FILE *fout; unsigned int i, j, k; unsigned char tgaHeader[18]={ // hlavicka formatu typu TGA 0x00, // typ hlavicky TGA 0x00, // nepouzivame paletu 0x02, // typ obrazku je RGB TrueColor 0x00, 0x00, // delka palety je nulova 0x00, 0x00, 0x00, // pozice v palete nas nezajima 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, // obrazek je umisteny na pozici [0, 0] 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, // sirka a vyska obrazku (dva byty na polozku) 0x18, // format je 24 bitu na pixel 0x20 // orientace bitmapy v obrazku }; if (!p || !p->pixels) return; memcpy(tgaHeader+12, &(p->width), 2); // do hlavicky TGA zapsat velikost obrazku memcpy(tgaHeader+14, &(p->height), 2); fout=fopen(fileName, "wb"); if (fout) { fwrite(tgaHeader, 18, 1, fout); // zapsat hlavicku TGA do souboru for (j=p->height; j; j--) { // radky zapisovat v opacnem poradi unsigned int yoff=(j-1)*3*p->width; // y-ovy offset v poli unsigned int xoff=0; // x-ovy offset v poli for (i=0; iwidth; i++) { // pro kazdy pixel na radku for (k=0; k<3; k++) { // prohodit barvy RGB na BGR fputc(p->pixels[xoff+yoff+2-k], fout); // a zapsat do souboru } xoff+=3; // posun na dalsi pixel } } fclose(fout); } } //----------------------------------------------------------------------------- // Zmena barvy pixelu na zadanych souradnicich //----------------------------------------------------------------------------- void putpixel(pixmap *p, const unsigned int x, // pozice pixelu v pixmape const unsigned int y, const unsigned char r, // barva pixelu const unsigned char g, const unsigned char b) { int pos; // zde se vyuziva zkraceneho vyhodnoceni vyrazu - pokud plati !p, nic se dale netestuje if (!p || !p->pixels || x>=p->width || y>=p->height) return; pos=3*(x+y*p->width); p->pixels[pos++]=r; // nastaveni barvy pixelu p->pixels[pos++]=g; p->pixels[pos]=b; } //----------------------------------------------------------------------------- // Prekresleni bifurkacniho diagramu //----------------------------------------------------------------------------- void recalcBiffurcation(pixmap *pix, double x0, double gr0, int yp, int maxiter, int iter0) { int grr, iter; for (grr=0; grr<(int)pix->width; grr++) { // zmena parametru Gr double gr=3.0f*(double)grr/(double)pix->width+gr0; double x=x0; for (iter=0; iteriter0) { // pokud se prekrocila mez iteraci int y=yp+(((pix->height)+(int)(pix->height*x)) >> 1); putpixel(pix, grr, y, 255, 255, 255); } } } } //----------------------------------------------------------------------------- // 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 diagramu //----------------------------------------------------------------------------- void drawInfo(double x0, double gr0, int yp, int maxiter, int iter0) { char str[100]; sprintf(str, "[1][2] x0 = %f", x0); drawString(10, 80, 1.0, 1.0, 0.0, str); sprintf(str, "[j][k] yp = %d" , yp); drawString(10, 64, 0.8, 1.0, 0.2, str); sprintf(str, "[h][l] Gr = %f ", gr0); drawString(10, 48, 0.6, 1.0, 0.4, str); sprintf(str, "[3][4] maxiter = %d", maxiter); drawString(10, 32, 0.4, 1.0, 0.6, str); sprintf(str, "[5][6] iter0 = %d", iter0); drawString(10, 16, 0.2, 1.0, 0.8, str); } //----------------------------------------------------------------------------- // Funkce volana pro inicializaci vykreslovani //----------------------------------------------------------------------------- void onInit(void) { glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f); // barva pozadi glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1); // mod ulozeni pixelu pix=createPixmap(PIXMAP_WIDTH, PIXMAP_HEIGHT); } //----------------------------------------------------------------------------- // 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) glOrtho(0, w, 0, h, -1, 1); // mapovani abstraktnich souradnic do souradnic okna } //----------------------------------------------------------------------------- // Tato callback funkce je zavolana pri kazdem prekresleni okna //----------------------------------------------------------------------------- void onDisplay(void) { glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); // vymazani vsech bitovych rovin barvoveho bufferu glDrawBuffer(GL_BACK); // pixmapa se bude kreslit do zadniho barvoveho bufferu glRasterPos2i(0, 0); // nastaveni souradnic leveho spodniho rohu pixmapy clearPixmap(pix); // vymazani pracovni pixmapy (nastaveni pixelu na cernou barvu) recalcBiffurcation(pix, x0, gr0, yp, maxiter, iter0); // prepocet diagramu drawPixmap(pix); // vykresleni pixmapy drawInfo(x0, gr0, yp, maxiter, iter0); // vypis informaci o diagramu 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 's': savePixmap(pix, FILE_NAME); break; // ulozeni pixmapy case 'l': gr0-=0.1; glutPostRedisplay(); break; // zmena parametru gr0 case 'h': gr0+=0.1; glutPostRedisplay(); break; case 'j': yp-=5; glutPostRedisplay(); break; // zmena parametru x0 case 'k': yp+=5; glutPostRedisplay(); break; case '1': if (x0>0.1) x0-=0.01; glutPostRedisplay(); break; // zmena parametru x0 case '2': if (x0<0.9) x0+=0.01; glutPostRedisplay(); break; case '3': if (maxiter>10) maxiter-=10; glutPostRedisplay(); break; // zmena poctu iteraci case '4': if (maxiter<1000) maxiter+=10; glutPostRedisplay(); break; case '5': if (iter0>0) iter0--; glutPostRedisplay(); break; // zmena pocatecnich iteraci case '6': if (iter0<100) iter0++; glutPostRedisplay(); break; default: break; } } #ifdef __BORLANDC__ #pragma option -w+par #endif //----------------------------------------------------------------------------- // 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 volani pri stlaceni klavesy onInit(); // inicializace vykreslovani glutMainLoop(); // nekonecna smycka, kde se volaji zaregistrovane funkce return 0; // navratova hodnota vracena operacnimu systemu } //----------------------------------------------------------------------------- // finito //-----------------------------------------------------------------------------