graphics.h Рисование Куба, Вращение, Масштабирование, Перемещение куба

Опубликовано 15.10.2012 | Автор: admin

В компьютерной графике часто можно встретить задание по афинным преобразованиям, среди таких заданий можно наткнуться на задание с кубом. Нужно построить, но не просто нарисовать куб, а всячески им манипулировать. Уменьшать, Увеличивать, Вращать по разным осям и перемещать. В доисторическом компиляторе C++ 3.1 эта задача вполне решаема, хотя честно признаться это достаточно геморройно. Я хотел добавить такой пример в свои учебные материалы, но все никак найти не мог. Самому сделать не получалось. Даже сейчас, несмотря на то, что это задание наверное старее чем сам Borland C++ 3.1, чтобы найти исходник в интернете для этого dos компилятора, нужно сильно постараться. Но я умудрился найти исходник. Написал код не я, поэтому подробно объяснить не могу, но думаю то, что есть сам исходник куба с возможностью различных манипуляций над ним может оказаться кому-то очень ценным, нужным и полезным материалом.

#include <bios.h>
#include <conio.h>
#include <stdio.h>
#include <graphics.h>
#include <math.h>

	// КОНСТАНТЫ
#define ESC   283
#define LEFT  19200
#define RIGHT 19712
#define UP    18432
#define DOWN  20480
#define ROTX  11640      // Клавиша 'x'
#define ROTY  5497       // Клавиша 'y'
#define ROTZ  11386      // Клавиша 'z'
#define PLUS  20011      // Клавиша '+'
#define	MINUS 18989      // Клавиша '-'


const int size = 8;    // Количество вершин куба
       // Исходные координаты куба
const int pix[size][3] ={{-25,-25,-25},{25,-25,-25},{25,25,-25},{-25,25,-25},
			 {-25,-25,25}, {25,-25,25}, {25,25,25}, {-25,25,25}};
int newpix[size][3];  // Преобразованные координаты куба

int X,Y,Z,sX,sY;

int RotX = 0,RotY = 0,RotZ = 0;   // углы поворота по X,Y,Z в градусах
int ShiftX = 325,ShiftY = 225;    // сдвиг начала координат
long double Scale = 2.0;                // масштабирование

	 // вычисление фрактальной геометрической проекции
	 // трехмерных точек на двумерную плоскость
void Perspect()
{
  sX = X + Z /2;
  sY = Y - Z /2;
}
	 // 3-D преобразования
void Compute()
{
  double sinx = sin((RotX *M_PI) /180.0);
  double siny = sin((RotY *M_PI) /180.0);
  double sinz = sin((RotZ *M_PI) /180.0);
  double cosx = cos((RotX *M_PI) /180.0);
  double cosy = cos((RotY *M_PI) /180.0);
  double cosz = cos((RotZ *M_PI) /180.0);
  double x,y,z,x1,y1,z1;
  for (register int i = 0;i < size;i++)
  {
    x = pix[i][0];   //Исходное направление
    y = pix[i][1];
    z = pix[i][2];

    x1 = x*cosz + y*sinz;       // вокруг Z
    y1 = -x*sinz + y*cosz;
    z1 = z;

    x = x1;                     // вокруг X
    y = y1*cosx + z1*sinx;
    z = -y1*sinx + z1*cosx;

    x1 = x*cosy - z*siny;       // вокруг Y
    y1 = y;
    z1 = x*siny + z*cosy;

    newpix[i][0] = x1*Scale;    // Масштабирование
    newpix[i][1] = y1*Scale;
    newpix[i][2] = z1*Scale;

    newpix[i][0] += ShiftX;     // сдвиг по осям X и Y
    newpix[i][1] += ShiftY;
    newpix[i][2] += 25;
  }
}
void DrawPix()  // Нарисовать кубик
{
  register int i,j;
  int x,y;
  for (i = 0; i < 4;i++)      // Рисует переднюю грань
    {
      X = newpix[i][0];   // Исходная точка
      Y = newpix[i][1];
      Z = newpix[i][2];
      Perspect();         // Считает проецию на плоскость экрана
      x = sX;             // ??п??и??е? (этого я не смог расшифровать)
      y = sY;
      j = (i < 3) ? (i+1) : 0;  // if (i < 3) j = i+1; else j = 0;
      X = newpix[j][0];   // конечная точка
      Y = newpix[j][1];
      Z = newpix[j][2];
      Perspect();         // проекция
      line(x,y,sX,sY);    // рисует линию
    }
  for (i = 4;i < 8;i++)      // рисует главную грань
    {
      X = newpix[i][0];
      Y = newpix[i][1];
      Z = newpix[i][2];
      Perspect();
      x = sX;
      y = sY;
      j = (i < 7) ? (i+1) : 4; // if (i < 7) j = i+1; else j = 4;
      X = newpix[j][0];
      Y = newpix[j][1];
      Z = newpix[j][2];
      Perspect();
      line(x,y,sX,sY);
    }
  for (i = 0;i < 4;i++)    // Рисует соединяющие ребра
    {
      X = newpix[i][0];
      Y = newpix[i][1];
      Z = newpix[i][2];
      Perspect();
      x = sX;
      y = sY;
      j = i+4;
      X = newpix[j][0];
      Y = newpix[j][1];
      Z = newpix[j][2];
      Perspect();
      line(x,y,sX,sY);
    }
}
void main() //     ГЛАВНАЯ ФУНКЦИЯ MAIN() !!!
{
  int gdriver = DETECT, gmode, errorcode;
  initgraph(&gdriver, &gmode, "");
  errorcode = graphresult();
  if (errorcode != grOk)
  {
     printf("Graphics error: %s\n", grapherrormsg(errorcode));
     printf("Press any key to halt:");
     getch();
     return;
  }
  setcolor(WHITE);
  setbkcolor(BLACK);
  setwritemode(XOR_PUT);  // режим вывода со стиранием
  Compute();
  DrawPix();              // вывести исходную фигуру
  int ch = 0;   // как клавиши
  int flg = 0;  // признак того, что фигура имеется и ее надо перерисовать
  do
  {
    switch (ch)
    {
      case LEFT:
	ShiftX -= 3;
	flg = 1;
	break;
      case RIGHT:
	ShiftX += 3;
	flg = 1;
	break;
      case UP:
	ShiftY -= 3;
	flg = 1;
	break;
      case DOWN:
	ShiftY += 3;
	flg = 1;
	break;
      case PLUS:
	Scale += 0.1;
	flg = 1;
	break;
      case MINUS:
	if (Scale > 0.0)
	  Scale -= 0.1;
	flg = 1;
	break;
      case ROTX:
	if (RotX < 357) // полный круг 360 градусов
	  RotX += 3;
	else
	  RotX = 0;     // 360 это 0
	flg = 1;
	break;
      case ROTY:
	if (RotY < 357)
	  RotY += 3;
	else
	  RotY = 0;
	flg = 1;
	break;
      case ROTZ:
	if (RotZ < 357)
	  RotZ += 3;
	else
	  RotZ = 0;
	flg = 1;
	break;
    }
    if (flg == 1)   // если фигура изменена, надо ее перерисовать
    {
      DrawPix();    // стираем  (XOR_PUT)
      Compute();    // вычисляем новые координаты
      DrawPix();    // рисуем
      flg = 0;
    }
    ch = bioskey(0);
  } while (ch != ESC);
  closegraph();
}
    // конец

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

140

141

142

143

144

145

146

147

148

149

150

151

152

153

154

155

156

157

158

159

160

161

162

163

164

165

166

167

168

169

170

171

172

173

174

175

176

177

178

179

180

181

182

183

184

185

186

187

188

189

190

191

192

193

194

195

196

197

198

199

200

201

202

203

204

205

206

207

#include <bios.h>

#include <conio.h>

#include <stdio.h>

#include <graphics.h>

#include <math.h>

// КОНСТАНТЫ

#define ESC 283

#define LEFT 19200

#define RIGHT 19712

#define UP 18432

#define DOWN 20480

#define ROTX 11640 // Клавиша 'x'

#define ROTY 5497 // Клавиша 'y'

#define ROTZ 11386 // Клавиша 'z'

#define PLUS 20011 // Клавиша '+'

#define MINUS 18989 // Клавиша '-'

const int size = 8; // Количество вершин куба

// Исходные координаты куба

const int pix[size][3] ={{-25,-25,-25},{25,-25,-25},{25,25,-25},{-25,25,-25},

{-25,-25,25}, {25,-25,25}, {25,25,25}, {-25,25,25}};

int newpix[size][3]; // Преобразованные координаты куба

int X,Y,Z,sX,sY;

int RotX = 0,RotY = 0,RotZ = 0; // углы поворота по X,Y,Z в градусах

int ShiftX = 325,ShiftY = 225; // сдвиг начала координат

long double Scale = 2.0; // масштабирование

// вычисление фрактальной геометрической проекции

// трехмерных точек на двумерную плоскость

void Perspect()

{

sX = X + Z /2;

sY = Y - Z /2;

}

// 3-D преобразования

void Compute()

{

double sinx = sin((RotX *M_PI) /180.0);

double siny = sin((RotY *M_PI) /180.0);

double sinz = sin((RotZ *M_PI) /180.0);

double cosx = cos((RotX *M_PI) /180.0);

double cosy = cos((RotY *M_PI) /180.0);

double cosz = cos((RotZ *M_PI) /180.0);

double x,y,z,x1,y1,z1;

for (register int i = 0;i < size;i++)

{

x = pix[i][0]; //Исходное направление

y = pix[i][1];

z = pix[i][2];

x1 = x*cosz + y*sinz; // вокруг Z

y1 = -x*sinz + y*cosz;

z1 = z;

x = x1; // вокруг X

y = y1*cosx + z1*sinx;

z = -y1*sinx + z1*cosx;

x1 = x*cosy - z*siny; // вокруг Y

y1 = y;

z1 = x*siny + z*cosy;

newpix[i][0] = x1*Scale; // Масштабирование

newpix[i][1] = y1*Scale;

newpix[i][2] = z1*Scale;

newpix[i][0] += ShiftX; // сдвиг по осям X и Y

newpix[i][1] += ShiftY;

newpix[i][2] += 25;

}

void DrawPix() // Нарисовать кубик

{

int x,y;

for (i = 0; i < 4;i++) // Рисует переднюю грань

{

X = newpix[i][0]; // Исходная точка

Y = newpix[i][1];

Z = newpix[i][2];

Perspect(); // Считает проецию на плоскость экрана

x = sX; // ??п??и??е? (этого я не смог расшифровать)

y = sY;

j = (i < 3) ? (i+1) : 0; // if (i < 3) j = i+1; else j = 0;

X = newpix[j][0]; // конечная точка

Y = newpix[j][1];

Z = newpix[j][2];

Perspect(); // проекция

line(x,y,sX,sY); // рисует линию

}

for (i = 4;i < 8;i++) // рисует главную грань

{

X = newpix[i][0];

Y = newpix[i][1];

Z = newpix[i][2];

Perspect();

x = sX;

y = sY;

j = (i < 7) ? (i+1) : 4; // if (i < 7) j = i+1; else j = 4;

X = newpix[j][0];

Y = newpix[j][1];

Z = newpix[j][2];

Perspect();

line(x,y,sX,sY);

}

for (i = 0;i < 4;i++) // Рисует соединяющие ребра

{

X = newpix[i][0];

Y = newpix[i][1];

Z = newpix[i][2];

Perspect();

x = sX;

y = sY;

j = i+4;

X = newpix[j][0];

Y = newpix[j][1];

Z = newpix[j][2];

Perspect();

line(x,y,sX,sY);

}

void main() // ГЛАВНАЯ ФУНКЦИЯ MAIN() !!!

{

int gdriver = DETECT, gmode, errorcode;

initgraph(&gdriver, &gmode, "");

errorcode = graphresult();

if (errorcode != grOk)

{

printf("Graphics error: %s\n", grapherrormsg(errorcode));

printf("Press any key to halt:");

getch();

return;

}

setcolor(WHITE);

setbkcolor(BLACK);

setwritemode(XOR_PUT); // режим вывода со стиранием

Compute();

DrawPix(); // вывести исходную фигуру

int ch = 0; // как клавиши

int flg = 0; // признак того, что фигура имеется и ее надо перерисовать

{

switch (ch)

{

case LEFT:

ShiftX -= 3;

flg = 1;

break;

case RIGHT:

ShiftX += 3;

flg = 1;

break;

case UP:

ShiftY -= 3;

flg = 1;

break;

case DOWN:

ShiftY += 3;

flg = 1;

break;

case PLUS:

Scale += 0.1;

flg = 1;

break;

case MINUS:

if (Scale > 0.0)

Scale -= 0.1;

flg = 1;

break;

case ROTX:

if (RotX < 357) // полный круг 360 градусов

RotX += 3;

else

RotX = 0; // 360 это 0

flg = 1;

break;

case ROTY:

if (RotY < 357)

RotY += 3;

else

RotY = 0;

flg = 1;

break;

case ROTZ:

if (RotZ < 357)

RotZ += 3;

else

RotZ = 0;

flg = 1;

break;

}

if (flg == 1) // если фигура изменена, надо ее перерисовать

{

DrawPix(); // стираем (XOR_PUT)

Compute(); // вычисляем новые координаты

DrawPix(); // рисуем

flg = 0;

}

ch = bioskey(0);

} while (ch != ESC);

closegraph();

}

// конец

Код проверен и работает, единственное, не знаю как с плюсом и минусом. При переделывании на другии клавиши, функции масштабирования у меня работали. Чтобы выйти из программы нужно нажать Escape, для вращения нужно нажать например x и удерживать. По какой оси хотим вращать, такую букву и жмем (разумеется латинскую). Перемещение куба проводится стрелками клавиатуры. Вот такой вот код куба в С++ мне удалось отыскать.

Еще раз напомню, написано не мной. Там откуда я качал, комментарии есть, но кодировка сбита и приходилось как в поле чудес слова угадывать. Автор не указан, поэтому мне неизвестно чей это исходник.

Надеюсь этот материал смог вам помочь
Чтобы назначить свои клавиши управления, нужно изменить константы в самом верху. Там нужно прописать код нужной клавиши. Как узнать код написано здесь

Рубрика: graphics.h

graphics.h Рисование Куба, Вращение, Масштабирование, Перемещение куба

15 комментариев на «“graphics.h Рисование Куба, Вращение, Масштабирование, Перемещение куба”»

Добавить комментарий Отменить ответ

Поиск

Последние темы

Случайная книга в электронном формате

Последние комментарии

Мета