//----------------------------------------------------------------------------- // Fraktaly v pocitacove grafice // Ukazkovy priklad cislo 46.3 // Autor: Pavel Tisnovsky // // Tento demonstracni priklad slouzi k vygenerovani plosneho obrazku plasmy. // Pixmapu s vykreslenym fraktalem je mozne ulozit do souboru ve formatu TGA // pomoci klavesove zkratky [S]. // Ukonceni aplikace se provede klavesou [Esc] nebo klavesou [Q]. //----------------------------------------------------------------------------- #ifdef __BORLANDC__ #include #endif #include // hlavickovy soubor funkci GLUTu a OpenGL #include #include #include #include #define WINDOW_TITLE "Fraktaly 46.3" // titulek okna #define WINDOW_WIDTH 276 // pocatecni velikost okna #define WINDOW_HEIGHT 300 #define FILE_NAME "fraktaly463.tga" // jmeno souboru pro ulozeni pixmapy #define PIXMAP_WIDTH 256 // sirka pixmapy #define PIXMAP_HEIGHT 256 // vyska pixmapy typedef struct { // struktura popisujici pixmapu unsigned int width; unsigned int height; unsigned char *pixels; } pixmap; pixmap *pix; int amp=100; //----------------------------------------------------------------------------- // 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); } } //----------------------------------------------------------------------------- // 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; } //----------------------------------------------------------------------------- // Rekurzivni deleni ctverce s generovanim fraktalni plasmy //----------------------------------------------------------------------------- void plasma(int x1, int y1, int x2, int y2, int c1, int c2, int c3, int c4, int delta) { #define avg(x, y) (((x)+(y))>>1) #define step(x, y) (((x)-(y))>>1) #define bound(x) if (x>255) x=255; if (x<0) x=0; #define displac(x, delta) (x+(rand()%(delta*2)-delta)) if (x2-x1>1) { // pokud jsme nedosahli jednopixeloveho kroku int dc12=avg(c1, c2); // vypocet prumeru barev na hranach ctverce int dc13=avg(c1, c3); int dc24=avg(c2, c4); int dc34=avg(c3, c4); int dc =avg(dc13, dc24); // vypocet prumerne barvy ve stredu ctverce int dx=step(x2, x1); // krok - polovina velikosti ctverce int dy=step(y2, y1); if ((x2-x1>2) && (delta>0)) dc=displac(dc, delta); // posun stredniho bodu o nahodnou hodnotu bound(dc); // zajisteni mezi barev v povolenem rozsahu bound(c1); bound(c2); bound(c3); bound(c4); delta>>=1; // maximalni nahodna hodnota se zmensuje na polovinu plasma(x1, y1, x1+dx, y1+dy, c1, dc12, dc13, dc, delta); // rekurzivni rozdeleni vsech plasma(x1+dx, y1, x2, y1+dy, dc12, c2, dc, dc24, delta); // ctyr podctvercu plasma(x1, y1+dy, x1+dx, y2, dc13, dc, c3, dc34, delta); plasma(x1+dx, y1+dy, x2, y2, dc, dc24, dc34, c4, delta); } else { // bylo dosazeno hranice rozliseni pixmapy putpixel(pix, x1, y1, (c1+c2+c3+c4)/4, (c1+c2+c3+c4)/4, (c1+c2+c3+c4)/4); } #undef avg #undef step #undef bound } //----------------------------------------------------------------------------- // Prepocet fraktalu //----------------------------------------------------------------------------- void recalcFractal(void) { srand(123456); // seminko pro generator nahodnych cisel if (amp<0) return; plasma(0, 0, 256, 256, 128, 128, 128, 128, amp); // vypocet plasmy pro celou pixmapu } //----------------------------------------------------------------------------- // 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) { char str[100]; sprintf(str, "Max. delta: %d", amp); recalcFractal(); glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); // vymazani vsech bitovych rovin barvoveho bufferu glDrawBuffer(GL_BACK); // pixmapa se bude kreslit do zadniho barvoveho bufferu drawString(10, 10, 1.0f, 1.0f, 1.0f, str); // vypsat hodnotu Delta glRasterPos2i(10, 32); // nastaveni souradnic leveho spodniho rohu pixmapy drawPixmap(pix); // vykresleni pixmapy 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) { switch (key) { case 32: recalcFractal(); glutPostRedisplay(); break; case 'q': case 'Q': case 27: exit(0); break;// pokud byla stlacena klavesa ESC, konec programu case 's': case 'S': savePixmap(pix, FILE_NAME); 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_UP: amp+=5; glutPostRedisplay(); break; case GLUT_KEY_DOWN: amp-=5; 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 //-----------------------------------------------------------------------------