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 static void draw_level ( int num, double m00, double m01, double m10, double m11, double n0, double n1 )
  54 {
  55   /* Draw a fractal transformed by "M", "N" as passed in */
  56   int i ;
  57
  58   for ( i = 0; i < 10; i++ )
  59   {
  60     int random = rand () * num_trans / RAND_MAX ;
  61     float new_x = affine[random].a00 * current_x + affine[random].a01 * current_y + affine[random].b0 ;
  62     float new_y = affine[random].a10 * current_x + affine[random].a11 * current_y + affine[random].b1 ;
  63
  64     glVertex2f ( new_x, new_y ) ;
  65     current_x = new_x ;
  66     current_y = new_y ;
  67   }
  68 }
  69
  70 static void
  71 Display(void)
  72 {
  73   /* the curve */
  74   glPushMatrix();
  75   glScalef(2.5, 2.5, 2.5);
  76
  77   glColor4f(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);
  78   glBegin ( GL_POINTS ) ;
  79   draw_level ( num_levels, 1.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0 );
  80   glEnd () ;
  81
  82   glPopMatrix();
  83   glutPostRedisplay();  /* Needed so that this function will be called again */
  84 }
  85
  86 static void
  87 Reshape(int width, int height)
  88 {
  89   float ar;
  90   glViewport(0, 0, width, height);
  91   glMatrixMode(GL_PROJECTION);
  92   glLoadIdentity();
  93   ar = (float) width / (float) height;
  94   glFrustum(-ar, ar, -1.0, 1.0, 2.0, 100.0);
  95   glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
  96   glLoadIdentity();
  97   xwin = -1.0 ;
  98   ywin =  0.0 ;
  99   glTranslatef(xwin, ywin, -5.0);
 100 }
 101
 102 static void
 103 Key(unsigned char key, int x, int y)
 104 {
 105   switch (key) {
 106   case 27:  /* Escape key */
 107     glutLeaveMainLoop ();
 108     break;
 109
 110   case 'r' :  case 'R' :
 111     glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 112     glLoadIdentity();
 113     xwin = -1.0 ;
 114     ywin = 0.0 ;
 115     glTranslatef(xwin, ywin, -5.0);
 116
 117     break ;
 118   }
 119
 120   glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 121
 122   glutPostRedisplay();
 123 }
 124
 125 static void
 126 Special(int key, int x, int y)
 127 {
 128   switch (key) {
 129   case GLUT_KEY_UP :
 130     glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 131     ywin += 0.1 * scale_factor ;
 132     glTranslatef(0.0, 0.1 * scale_factor, 0.0);
 133     break ;
 134
 135   case GLUT_KEY_DOWN :
 136     glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 137     ywin -= 0.1 * scale_factor ;
 138     glTranslatef(0.0, -0.1 * scale_factor, 0.0);
 139     break ;
 140
 141   case GLUT_KEY_LEFT :
 142     glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 143     xwin -= 0.1 * scale_factor ;
 144     glTranslatef(-0.1 * scale_factor, 0.0, 0.0);
 145     break ;
 146
 147   case GLUT_KEY_RIGHT :
 148     glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 149     xwin += 0.1 * scale_factor ;
 150     glTranslatef(0.1 * scale_factor, 0.0, 0.0);
 151     break ;
 152
 153   case GLUT_KEY_PAGE_UP :
 154     glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 155     glTranslatef ( -xwin, -ywin, 0.0 ) ;
 156     glScalef(1.25, 1.25, 1.25);
 157     glTranslatef ( xwin, ywin, 0.0 ) ;
 158     scale_factor *= 0.8 ;
 159     break ;
 160
 161   case GLUT_KEY_PAGE_DOWN :
 162     glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 163     glTranslatef ( -xwin, -ywin, 0.0 ) ;
 164     glScalef(0.8, 0.8, 0.8);
 165     glTranslatef ( xwin, ywin, 0.0 ) ;
 166     scale_factor *= 1.25 ;
 167     break ;
 168   }
 169
 170   glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 171
 172   glutPostRedisplay();
 173 }
 174
 175 void readConfigFile ( char *fnme )
 176 {
 177   FILE *fptr = fopen ( fnme, "rt" ) ;
 178   int i ;
 179   char inputline [ 256 ] ;
 180
 181   /* Read a header line */
 182   fgets ( inputline, 256, fptr ) ;
 183
 184   /* Read a comment line */
 185   fgets ( inputline, 256, fptr ) ;
 186
 187   /* Read the window title */
 188   fgets ( inputline, 256, fptr ) ;
 189   sscanf ( inputline, "%s", window_title ) ;
 190
 191   /* Read a comment line */
 192   fgets ( inputline, 256, fptr ) ;
 193
 194   /* Read the number of affine transformations */
 195   fgets ( inputline, 256, fptr ) ;
 196   sscanf ( inputline, "%d", &num_trans ) ;
 197
 198   affine = (AffineTrans *)malloc ( num_trans * sizeof(AffineTrans) ) ;
 199
 200   /* Read a comment line */
 201   fgets ( inputline, 256, fptr ) ;
 202
 203   for ( i = 0; i < num_trans; i++ )
 204   {
 205     double m00, m01, m10, m11 ;  /* Matrix "I" minus "A" */
 206     double determ ;              /* Determinant of this matrix */
 207
 208     /* Read an affine transformation definition */
 209     fgets ( inputline, 256, fptr ) ;
 210     sscanf ( inputline, "%lf %lf %lf %lf %lf %lf", &affine[i].a00, &affine[i].a01,
 211                      &affine[i].a10, &affine[i].a11, &affine[i].b0, &affine[i].b1 ) ;
 212
 213     /* Calculate the stationary point */
 214
 215     m00 = 1.0 - affine[i].a00 ;
 216     m01 =     - affine[i].a01 ;
 217     m10 =     - affine[i].a10 ;
 218     m11 = 1.0 - affine[i].a11 ;
 219
 220     determ = m00 * m11 - m01 * m10 ;
 221
 222     if ( fabs ( determ ) > 1.e-6 )
 223     {
 224       affine[i].statx = (  m11 * affine[i].b0 - m01 * affine[i].b1 ) / determ ;
 225       affine[i].staty = ( -m10 * affine[i].b0 + m00 * affine[i].b1 ) / determ ;
 226     }
 227     else
 228       affine[i].statx = affine[i].staty = 0.0 ;
 229   }
 230 }
 231
 232 int
 233 main(int argc, char *argv[])
 234 {
 235   int fractal_window ;
 236
 237   if ( argc > 1 )
 238     readConfigFile ( argv[1] ) ;
 239   else
 240     readConfigFile ( "fractals.dat" ) ;
 241
 242   glutInit(&argc, argv);
 243   glutInitWindowSize(500, 250);
 244   glutInitWindowPosition ( 140, 140 ) ;
 245
 246   glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_SINGLE | GLUT_DEPTH);
 247
 248   fractal_window = glutCreateWindow( window_title );
 249
 250   glClearColor(1.0, 1.0, 1.0, 1.0);
 251
 252   glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 253
 254   glutReshapeFunc(Reshape);
 255   glutKeyboardFunc(Key);
 256   glutSpecialFunc(Special);
 257   glutDisplayFunc(Display);
 258
 259   glutMainLoop();
 260
 261   printf ( "Back from the 'freeglut' main loop\n" ) ;
 262
 263   return 0;             /* ANSI C requires main to return int. */
 264 }