git.mutantstargoat.com Git - freeglut/blob - progs/demos/Fractals_random/fractals_random.c

   1 /* fractals_random.c */
   2 /* This demo shows a single-buffering "freeglut" example. */
   3
   4 /*
   5  * Program to draw a fractal by Michael Barnsley's stochastic algorithm.
   6  * Algorithm:
   7  *  (1) Define the affine transformations (of the form r(i+1) = A r(i) + b )
   8  *  (2) Find the stationary point for the first transformation
   9  *  (3) To draw:
  10  *        - Pick a random integer between 1 and the number of transformations (inclusive)
  11  *        - Send the current point through the transformation to create the new current point
  12  *        - Plot the new current point
  13  */
  14
  15 /*
  16  * User Commands:
  17  *  PgUp, PgDn - increase/decrease scaling
  18  *  Arrow keys - translate viewing section
  19  *  r - reset view
  20  *  Escape - quit
  21  */
  22
  23 #include <GL/freeglut.h>
  24 #include <stdio.h>
  25 #include <stdlib.h>
  26 #include <math.h>
  27
  28 typedef struct
  29 {
  30   double a00, a01, a10, a11 ;   /* Transformation matrix */
  31   double b0, b1 ;               /* Constant vector added on */
  32   double statx, staty ;         /* Coordinates of the stationary point */
  33 }
  34 AffineTrans ;
  35
  36 /* Number of levels to draw the fractal */
  37 static int num_levels = 0 ;
  38
  39 /* The definition of the fractal */
  40 static int num_trans ;
  41 static AffineTrans *affine ;
  42
  43 /* the window title */
  44 char window_title [ 80 ] ;
  45
  46 /* The amount the view is translated */
  47 float xwin = 0.0, ywin = 0.0 ;
  48 float scale_factor = 1.0 ;
  49
  50 /* The current point */
  51 float current_x = 0.0, current_y = 0.0 ;
  52
  53 /* Signals when a glClear is needed */
  54 static GLboolean needClear = GL_TRUE;
  55
  56 static void draw_level ( int num, double m00, double m01, double m10, double m11, double n0, double n1 )
  57 {
  58   /* Draw a fractal transformed by "M", "N" as passed in */
  59   int i ;
  60
  61   for ( i = 0; i < 10; i++ )
  62   {
  63     int random = (rand() >> 10) % num_trans;
  64     float new_x = affine[random].a00 * current_x + affine[random].a01 * current_y + affine[random].b0 ;
  65     float new_y = affine[random].a10 * current_x + affine[random].a11 * current_y + affine[random].b1 ;
  66
  67     glVertex2f ( new_x, new_y ) ;
  68     current_x = new_x ;
  69     current_y = new_y ;
  70   }
  71 }
  72
  73 static void
  74 Display(void)
  75 {
  76   if (needClear) {
  77     glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
  78     needClear = GL_FALSE;
  79   }
  80
  81   /* the curve */
  82   glPushMatrix();
  83   glScalef(2.5, 2.5, 2.5);
  84
  85   glColor4f(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);
  86   glBegin ( GL_POINTS ) ;
  87   draw_level ( num_levels, 1.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0 );
  88   glEnd () ;
  89
  90   glPopMatrix();
  91
  92   glFlush();
  93   glutPostRedisplay();  /* Needed so that this function will be called again */
  94 }
  95
  96 static void
  97 Reshape(int width, int height)
  98 {
  99   float ar;
 100   glViewport(0, 0, width, height);
 101   glMatrixMode(GL_PROJECTION);
 102   glLoadIdentity();
 103   ar = (float) width / (float) height;
 104   glFrustum(-ar, ar, -1.0, 1.0, 2.0, 100.0);
 105   glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 106   glLoadIdentity();
 107   xwin = -1.0 ;
 108   ywin =  0.0 ;
 109   glTranslatef(xwin, ywin, -5.0);
 110   needClear = GL_TRUE;
 111 }
 112
 113 static void
 114 Key(unsigned char key, int x, int y)
 115 {
 116   switch (key) {
 117   case 27:  /* Escape key */
 118     glutLeaveMainLoop ();
 119     break;
 120
 121   case 'r' :  case 'R' :
 122     glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 123     glLoadIdentity();
 124     xwin = -1.0 ;
 125     ywin = 0.0 ;
 126     glTranslatef(xwin, ywin, -5.0);
 127
 128     break ;
 129   }
 130
 131   needClear = GL_TRUE;
 132
 133   glutPostRedisplay();
 134 }
 135
 136 static void
 137 Special(int key, int x, int y)
 138 {
 139   switch (key) {
 140   case GLUT_KEY_UP :
 141     glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 142     ywin += 0.1 * scale_factor ;
 143     glTranslatef(0.0, 0.1 * scale_factor, 0.0);
 144     break ;
 145
 146   case GLUT_KEY_DOWN :
 147     glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 148     ywin -= 0.1 * scale_factor ;
 149     glTranslatef(0.0, -0.1 * scale_factor, 0.0);
 150     break ;
 151
 152   case GLUT_KEY_LEFT :
 153     glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 154     xwin -= 0.1 * scale_factor ;
 155     glTranslatef(-0.1 * scale_factor, 0.0, 0.0);
 156     break ;
 157
 158   case GLUT_KEY_RIGHT :
 159     glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 160     xwin += 0.1 * scale_factor ;
 161     glTranslatef(0.1 * scale_factor, 0.0, 0.0);
 162     break ;
 163
 164   case GLUT_KEY_PAGE_UP :
 165     glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 166     glTranslatef ( -xwin, -ywin, 0.0 ) ;
 167     glScalef(1.25, 1.25, 1.25);
 168     glTranslatef ( xwin, ywin, 0.0 ) ;
 169     scale_factor *= 0.8 ;
 170     break ;
 171
 172   case GLUT_KEY_PAGE_DOWN :
 173     glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 174     glTranslatef ( -xwin, -ywin, 0.0 ) ;
 175     glScalef(0.8, 0.8, 0.8);
 176     glTranslatef ( xwin, ywin, 0.0 ) ;
 177     scale_factor *= 1.25 ;
 178     break ;
 179   }
 180
 181   needClear = GL_TRUE;
 182
 183   glutPostRedisplay();
 184 }
 185
 186 void readConfigFile ( char *fnme )
 187 {
 188   FILE *fptr = fopen ( fnme, "rt" ) ;
 189   int i ;
 190   char inputline [ 256 ] ;
 191
 192   /* Read a header line */
 193   fgets ( inputline, 256, fptr ) ;
 194
 195   /* Read a comment line */
 196   fgets ( inputline, 256, fptr ) ;
 197
 198   /* Read the window title */
 199   fgets ( inputline, 256, fptr ) ;
 200   /* We assume here that this line will not exceed 79 characters plus a
 201      newline (window_title is 80 characters long). That'll cause a buffer
 202      overflow. For a simple program like  this, though, we're letting it
 203      slide!
 204   */
 205   sscanf ( inputline, "%[a-zA-Z0-9!@#$%^&*()+=/\\_-\" ]", window_title ) ;
 206
 207   /* Read a comment line */
 208   fgets ( inputline, 256, fptr ) ;
 209
 210   /* Read the number of affine transformations */
 211   fgets ( inputline, 256, fptr ) ;
 212   sscanf ( inputline, "%d", &num_trans ) ;
 213
 214   affine = (AffineTrans *)malloc ( num_trans * sizeof(AffineTrans) ) ;
 215
 216   /* Read a comment line */
 217   fgets ( inputline, 256, fptr ) ;
 218
 219   for ( i = 0; i < num_trans; i++ )
 220   {
 221     double m00, m01, m10, m11 ;  /* Matrix "I" minus "A" */
 222     double determ ;              /* Determinant of this matrix */
 223
 224     /* Read an affine transformation definition */
 225     fgets ( inputline, 256, fptr ) ;
 226     sscanf ( inputline, "%lf %lf %lf %lf %lf %lf", &affine[i].a00, &affine[i].a01,
 227                      &affine[i].a10, &affine[i].a11, &affine[i].b0, &affine[i].b1 ) ;
 228
 229     /* Calculate the stationary point */
 230
 231     m00 = 1.0 - affine[i].a00 ;
 232     m01 =     - affine[i].a01 ;
 233     m10 =     - affine[i].a10 ;
 234     m11 = 1.0 - affine[i].a11 ;
 235
 236     determ = m00 * m11 - m01 * m10 ;
 237
 238     if ( fabs ( determ ) > 1.e-6 )
 239     {
 240       affine[i].statx = (  m11 * affine[i].b0 - m01 * affine[i].b1 ) / determ ;
 241       affine[i].staty = ( -m10 * affine[i].b0 + m00 * affine[i].b1 ) / determ ;
 242     }
 243     else
 244       affine[i].statx = affine[i].staty = 0.0 ;
 245   }
 246 }
 247
 248 int
 249 main(int argc, char *argv[])
 250 {
 251   int fractal_window ;
 252
 253   if ( argc > 1 )
 254     readConfigFile ( argv[1] ) ;
 255   else
 256     readConfigFile ( "fractals.dat" ) ;
 257
 258   glutInit(&argc, argv);
 259   glutInitWindowSize(500, 250);
 260   glutInitWindowPosition ( 140, 140 ) ;
 261
 262   glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_SINGLE | GLUT_DEPTH);
 263
 264   fractal_window = glutCreateWindow( window_title );
 265
 266   glClearColor(1.0, 1.0, 1.0, 1.0);
 267
 268   glutReshapeFunc(Reshape);
 269   glutKeyboardFunc(Key);
 270   glutSpecialFunc(Special);
 271   glutDisplayFunc(Display);
 272
 273   glutMainLoop();
 274
 275   printf ( "Back from the 'freeglut' main loop\n" ) ;
 276
 277   return 0;             /* ANSI C requires main to return int. */
 278 }