//----------------------------------------------------------------------------- // Fraktaly v pocitacove grafice // Ukazkovy priklad cislo 6.5 // Autor: Pavel Tisnovsky // // Vykresleni dynamickeho systemu nazvaneho Chip. // Pixmapu s vykreslenym dynamickym systemem 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 6.5" // titulek okna #define WINDOW_WIDTH 512 // pocatecni velikost okna #define WINDOW_HEIGHT 384 #define FILE_NAME "fraktaly65.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 startx=0.0; // pocatecni podminky double starty=0.0; double a=-15, b=-19, c=1; // parametry fraktalu //double a=34, b=1, c=5; // parametry fraktalu int maxiter=30000; // maximalni pocet iteraci double scale=88; // meritko fraktalu double panx=325; // posun fraktalu double pany=185; // posun fraktalu //----------------------------------------------------------------------------- // 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; } double sgn(double x) {if (x<0) return -1.0; if (x>0) return 1.0; return 0.0;} double sqr(double x) {return x*x;} //----------------------------------------------------------------------------- // Prekresleni dynamickeho systemu //----------------------------------------------------------------------------- void recalcChip( pixmap *pix, // pixmapa pro vykreslovani double startx, // pocatecni podminky double starty, // pro iteraci double a, double b, double c, int maxiter, // maximapni pocet iteraci double scale, // meritko obrazce double panx, // posun obrazce double pany) { double x=startx; // nastavit pocatecni podminky double y=starty; double x2; // pomocna promenna int iter=maxiter; // citac iteraci scale*=0.01; while (iter--) { // iteracni smycka x2=x; x=y-sgn(x)*cos(sqr(log(fabs(b*x-c))))*atan(sqr(log(fabs(c*x-b)))); y=a-x2; putpixel(pix, x*scale+panx, y*scale+pany, iter/50, iter/20, iter/30); } } //----------------------------------------------------------------------------- // 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 startx, double starty, int maxiter, double scale, double panx, double pany) { char str[100]; sprintf(str, "[h][l] startx = %5.3f", startx); drawString(10, 80, 1.0, 1.0, 0.0, str); sprintf(str, "[j][k] starty = %5.3f", starty); drawString(10, 64, 0.8, 1.0, 0.2, str); sprintf(str, "[<][>] maxiter = %d", maxiter); drawString(10, 48, 0.6, 1.0, 0.4, str); sprintf(str, "[PgUp][PgDn] scale = %3.0f ", scale); drawString(10, 32, 0.4, 1.0, 0.6, str); sprintf(str, "[Arrows] pan = %3.0f, %3.0f", panx, pany); 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) recalcChip(pix, startx, starty, a, b, c, maxiter, scale, panx, pany); // prepocet fraktalu drawPixmap(pix); // vykresleni pixmapy drawInfo(startx, starty, maxiter, scale, panx, pany); // 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': startx-=0.01; glutPostRedisplay(); break;// zmena parametru gr0 case 'h': startx+=0.01; glutPostRedisplay(); break; case 'j': starty-=0.01; glutPostRedisplay(); break;// zmena parametru x0 case 'k': starty+=0.01; glutPostRedisplay(); break; 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-=0.1; glutPostRedisplay(); break; case '6': c+=0.1; glutPostRedisplay(); break; case '<': case ',': if (maxiter>2000) maxiter-=1000; glutPostRedisplay(); break; // zmena poctu iteraci case '>': case '.': if (maxiter<100000) maxiter+=1000;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_LEFT: panx-=5; glutPostRedisplay(); break; case GLUT_KEY_RIGHT: panx+=5; glutPostRedisplay(); break; case GLUT_KEY_UP: pany+=5; glutPostRedisplay(); break; case GLUT_KEY_DOWN: pany-=5; glutPostRedisplay(); break; 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 //----------------------------------------------------------------------------- // 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 onInit(); // inicializace vykreslovani glutMainLoop(); // nekonecna smycka, kde se volaji zaregistrovane funkce return 0; // navratova hodnota vracena operacnimu systemu } //----------------------------------------------------------------------------- // finito //-----------------------------------------------------------------------------