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() >> 10) % num_trans;
  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
  84   //  glutSwapBuffers(); /* Should NOT be here... This is a Single-Buffered Program! */
  85   glutPostRedisplay();  /* Needed so that this function will be called again */
  86 }
  87
  88 static void
  89 Reshape(int width, int height)
  90 {
  91   float ar;
  92   glViewport(0, 0, width, height);
  93   glMatrixMode(GL_PROJECTION);
  94   glLoadIdentity();
  95   ar = (float) width / (float) height;
  96   glFrustum(-ar, ar, -1.0, 1.0, 2.0, 100.0);
  97   glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
  98   glLoadIdentity();
  99   xwin = -1.0 ;
 100   ywin =  0.0 ;
 101   glTranslatef(xwin, ywin, -5.0);
 102 }
 103
 104 static void
 105 Key(unsigned char key, int x, int y)
 106 {
 107   switch (key) {
 108   case 27:  /* Escape key */
 109     glutLeaveMainLoop ();
 110     break;
 111
 112   case 'r' :  case 'R' :
 113     glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 114     glLoadIdentity();
 115     xwin = -1.0 ;
 116     ywin = 0.0 ;
 117     glTranslatef(xwin, ywin, -5.0);
 118
 119     break ;
 120   }
 121
 122   glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 123
 124   glutPostRedisplay();
 125 }
 126
 127 static void
 128 Special(int key, int x, int y)
 129 {
 130   switch (key) {
 131   case GLUT_KEY_UP :
 132     glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 133     ywin += 0.1 * scale_factor ;
 134     glTranslatef(0.0, 0.1 * scale_factor, 0.0);
 135     break ;
 136
 137   case GLUT_KEY_DOWN :
 138     glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 139     ywin -= 0.1 * scale_factor ;
 140     glTranslatef(0.0, -0.1 * scale_factor, 0.0);
 141     break ;
 142
 143   case GLUT_KEY_LEFT :
 144     glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 145     xwin -= 0.1 * scale_factor ;
 146     glTranslatef(-0.1 * scale_factor, 0.0, 0.0);
 147     break ;
 148
 149   case GLUT_KEY_RIGHT :
 150     glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 151     xwin += 0.1 * scale_factor ;
 152     glTranslatef(0.1 * scale_factor, 0.0, 0.0);
 153     break ;
 154
 155   case GLUT_KEY_PAGE_UP :
 156     glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 157     glTranslatef ( -xwin, -ywin, 0.0 ) ;
 158     glScalef(1.25, 1.25, 1.25);
 159     glTranslatef ( xwin, ywin, 0.0 ) ;
 160     scale_factor *= 0.8 ;
 161     break ;
 162
 163   case GLUT_KEY_PAGE_DOWN :
 164     glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 165     glTranslatef ( -xwin, -ywin, 0.0 ) ;
 166     glScalef(0.8, 0.8, 0.8);
 167     glTranslatef ( xwin, ywin, 0.0 ) ;
 168     scale_factor *= 1.25 ;
 169     break ;
 170   }
 171
 172   glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 173
 174   glutPostRedisplay();
 175 }
 176
 177 void readConfigFile ( char *fnme )
 178 {
 179   FILE *fptr = fopen ( fnme, "rt" ) ;
 180   int i ;
 181   char inputline [ 256 ] ;
 182
 183   /* Read a header line */
 184   fgets ( inputline, 256, fptr ) ;
 185
 186   /* Read a comment line */
 187   fgets ( inputline, 256, fptr ) ;
 188
 189   /* Read the window title */
 190   fgets ( inputline, 256, fptr ) ;
 191   sscanf ( inputline, "%[a-zA-Z0-9!@#$%^&*()+=/\\_-\" ]", window_title ) ;
 192
 193   /* Read a comment line */
 194   fgets ( inputline, 256, fptr ) ;
 195
 196   /* Read the number of affine transformations */
 197   fgets ( inputline, 256, fptr ) ;
 198   sscanf ( inputline, "%d", &num_trans ) ;
 199
 200   affine = (AffineTrans *)malloc ( num_trans * sizeof(AffineTrans) ) ;
 201
 202   /* Read a comment line */
 203   fgets ( inputline, 256, fptr ) ;
 204
 205   for ( i = 0; i < num_trans; i++ )
 206   {
 207     double m00, m01, m10, m11 ;  /* Matrix "I" minus "A" */
 208     double determ ;              /* Determinant of this matrix */
 209
 210     /* Read an affine transformation definition */
 211     fgets ( inputline, 256, fptr ) ;
 212     sscanf ( inputline, "%lf %lf %lf %lf %lf %lf", &affine[i].a00, &affine[i].a01,
 213                      &affine[i].a10, &affine[i].a11, &affine[i].b0, &affine[i].b1 ) ;
 214
 215     /* Calculate the stationary point */
 216
 217     m00 = 1.0 - affine[i].a00 ;
 218     m01 =     - affine[i].a01 ;
 219     m10 =     - affine[i].a10 ;
 220     m11 = 1.0 - affine[i].a11 ;
 221
 222     determ = m00 * m11 - m01 * m10 ;
 223
 224     if ( fabs ( determ ) > 1.e-6 )
 225     {
 226       affine[i].statx = (  m11 * affine[i].b0 - m01 * affine[i].b1 ) / determ ;
 227       affine[i].staty = ( -m10 * affine[i].b0 + m00 * affine[i].b1 ) / determ ;
 228     }
 229     else
 230       affine[i].statx = affine[i].staty = 0.0 ;
 231   }
 232 }
 233
 234 int
 235 main(int argc, char *argv[])
 236 {
 237   int fractal_window ;
 238
 239   if ( argc > 1 )
 240     readConfigFile ( argv[1] ) ;
 241   else
 242     readConfigFile ( "fractals.dat" ) ;
 243
 244   glutInit(&argc, argv);
 245   glutInitWindowSize(500, 250);
 246   glutInitWindowPosition ( 140, 140 ) ;
 247
 248   glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_SINGLE | GLUT_DEPTH);
 249
 250   fractal_window = glutCreateWindow( window_title );
 251
 252   glClearColor(1.0, 1.0, 1.0, 1.0);
 253
 254   glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 255
 256   glutReshapeFunc(Reshape);
 257   glutKeyboardFunc(Key);
 258   glutSpecialFunc(Special);
 259   glutDisplayFunc(Display);
 260
 261   glutMainLoop();
 262
 263   printf ( "Back from the 'freeglut' main loop\n" ) ;
 264
 265   return 0;             /* ANSI C requires main to return int. */
 266 }