若何用C說話畫一個“聖誕樹”。本站提示廣大學習愛好者：（若何用C說話畫一個“聖誕樹”）文章只能為提供參考，不一定能成為您想要的結果。以下是若何用C說話畫一個“聖誕樹”正文
若何用C說話畫一個“聖誕樹”，我應用了閣下鏡像的Sierpinski triangle，每層減去上方一小塊，再用符號裝點。可生成分歧層數的「聖誕樹」，以下圖是5層的成果
#include <stdlib.h>
int main(int argc, char* argv[]) {
int n = argc > 1 ? atoi(argv[1]) : 4;
for (int j = 1; j <= n; j++) {
int s = 1 << j, k = (1 << n) - s, x;
for (int y = s - j; y >= 0; y--, putchar('\n')) {
for (x = 0; x < y + k; x++) printf(" ");
for (x = 0; x + y < s; x++) printf("%c ", '!' ^ y & x);
for (x = 1; x + y < s; x++) printf("%c ", '!' ^ y & (s - y - x - 1));
}
}
}
根本代碼來自Sierpinski triangle的完成，字符的設法主意來自於code golf - Draw A Sierpinski Triangle。
更新1: 下面的是我測驗考試盡可能用起碼代碼來畫一個籠統一點的聖誕樹，是以樹干都沒有。然後，我測驗考試用更真實一點的作風。由於樹是一個比擬自類似的外形，此次應用遞歸方法描寫樹干和分支。
n = 0的時刻，就是只畫一主樹干，樹干越高就越幼：<img
n = 1的時刻，應用遞歸畫向兩面分支，扭轉，越高的部門縮得越小。<img
n = 2 的時刻，持續分收入更細的樹支。n = 2 的時刻，持續分收入更細的樹支。<img
n = 3就差不多夠細節了。n = 3就差不多夠細節了。
代碼長一點，為了輕易懂得我不「緊縮」它了。
#include <math.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define PI 3.14159265359
float sx, sy;
float sdCircle(float px, float py, float r) {
float dx = px - sx, dy = py - sy;
return sqrtf(dx * dx + dy * dy) - r;
}
float opUnion(float d1, float d2) {
return d1 < d2 ? d1 : d2;
}
#define T px + scale * r * cosf(theta), py + scale * r * sin(theta)
float f(float px, float py, float theta, float scale, int n) {
float d = 0.0f;
for (float r = 0.0f; r < 0.8f; r += 0.02f)
d = opUnion(d, sdCircle(T, 0.05f * scale * (0.95f - r)));
if (n > 0)
for (int t = -1; t <= 1; t += 2) {
float tt = theta + t * 1.8f;
float ss = scale * 0.9f;
for (float r = 0.2f; r < 0.8f; r += 0.1f) {
d = opUnion(d, f(T, tt, ss * 0.5f, n - 1));
ss *= 0.8f;
}
}
return d;
}
int main(int argc, char* argv[]) {
int n = argc > 1 ? atoi(argv[1]) : 3;
for (sy = 0.8f; sy > 0.0f; sy -= 0.02f, putchar('\n'))
for (sx = -0.35f; sx < 0.35f; sx += 0.01f)
putchar(f(0, 0, PI * 0.5f, 1.0f, n) < 0 ? '*' : ' ');
}
這段代碼現實上是用了圓形的間隔場來建模，而且沒有優化。這是一棵「祼樹」，未能稱得上是「聖誕樹」。
更新2: 簡略地參加裝潢及絲帶，在敕令行可以選擇縮小倍率，下圖是兩倍年夜的。
<img src="https://pic2.zhimg.com/fa09e223f37b214d5bca14953366150d_b.jpg" data-rawwidth="711" data-rawheight="823" class="origin_image zh-lightbox-thumb" width="711" data-original="https://pic2.zhimg.com/fa09e223f37b214d5bca14953366150d_r.jpg">// f() 及之前的部門沿上
int ribbon() {
float x = (fmodf(sy, 0.1f) / 0.1f - 0.5f) * 0.5f;
return sx >= x - 0.05f && sx <= x + 0.05f;
}
int main(int argc, char* argv[]) {
int n = argc > 1 ? atoi(argv[1]) : 3;
float zoom = argc > 2 ? atof(argv[2]) : 1.0f;
for (sy = 0.8f; sy > 0.0f; sy -= 0.02f / zoom, putchar('\n'))
for (sx = -0.35f; sx < 0.35f; sx += 0.01f / zoom) {
if (f(0, 0, PI * 0.5f, 1.0f, n) < 0.0f) {
if (sy < 0.1f)
putchar('.');
else {
if (ribbon())
putchar('=');
else
putchar("............................#j&o"[rand() % 32]);
}
}
else
putchar(' ');
}
}
2D的我想已差不多了。接上去看看有無空測驗考試3D的。
更新3：終究要3D了。之前每一個節點是往左和右分支，在三維中我們可以更自在一點，我測驗考試在每一個節點申出6個分支。最初用了簡略的Lambertian著色（即max(dot(N, L), 0）。
n = 1 的時刻比擬輕易看出平面的著色：
可是n=3的時刻已亂得難以識別：
估量是由於aliasing而做成的。因為光照曾經應用了finite difference來盤算法線，機能曾經很差，我就不再測驗考試做Supersampling去處理aliasing的成績了。別的或許Ambient occlusion對這成績也有贊助，不外須要更多的采樣。
由於須要三維扭轉，不克不及像二維簡略應用一個角度來代表扭轉，所以這段代碼參加了很多矩陣運算。固然用四元數也是可以的
#include <math.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#define PI 3.14159265359f
float sx, sy;
typedef float Mat[4][4];
typedef float Vec[4];
void scale(Mat* m, float s) {
Mat temp = { {s,0,0,0}, {0,s,0,0 }, { 0,0,s,0 }, { 0,0,0,1 } };
memcpy(m, &temp, sizeof(Mat));
}
void rotateY(Mat* m, float t) {
float c = cosf(t), s = sinf(t);
Mat temp = { {c,0,s,0}, {0,1,0,0}, {-s,0,c,0}, {0,0,0,1} };
memcpy(m, &temp, sizeof(Mat));
}
void rotateZ(Mat* m, float t) {
float c = cosf(t), s = sinf(t);
Mat temp = { {c,-s,0,0}, {s,c,0,0}, {0,0,1,0}, {0,0,0,1} };
memcpy(m, &temp, sizeof(Mat));
}
void translate(Mat* m, float x, float y, float z) {
Mat temp = { {1,0,0,x}, {0,1,0,y}, {0,0,1,z}, {0,0,0,1} };
memcpy(m, &temp, sizeof(Mat));
}
void mul(Mat* m, Mat a, Mat b) {
Mat temp;
for (int j = 0; j < 4; j++)
for (int i = 0; i < 4; i++) {
temp[j][i] = 0.0f;
for (int k = 0; k < 4; k++)
temp[j][i] += a[j][k] * b[k][i];
}
memcpy(m, &temp, sizeof(Mat));
}
void transformPosition(Vec* r, Mat m, Vec v) {
Vec temp = { 0, 0, 0, 0 };
for (int j = 0; j < 4; j++)
for (int i = 0; i < 4; i++)
temp[j] += m[j][i] * v[i];
memcpy(r, &temp, sizeof(Vec));
}
float transformLength(Mat m, float r) {
return sqrtf(m[0][0] * m[0][0] + m[0][1] * m[0][1] + m[0][2] * m[0][2]) * r;
}
float sphere(Vec c, float r) {
float dx = c[0] - sx, dy = c[1] - sy;
float a = dx * dx + dy * dy;
return a < r * r ? sqrtf(r * r - a) + c[2] : -1.0f;
}
float opUnion(float z1, float z2) {
return z1 > z2 ? z1 : z2;
}
float f(Mat m, int n) {
float z = -1.0f;
for (float r = 0.0f; r < 0.8f; r += 0.02f) {
Vec v = { 0.0f, r, 0.0f, 1.0f };
transformPosition(&v, m, v);
z = opUnion(z, sphere(v, transformLength(m, 0.05f * (0.95f - r))));
}
if (n > 0) {
Mat ry, rz, s, t, m2, m3;
rotateZ(&rz, 1.8f);
for (int p = 0; p < 6; p++) {
rotateY(&ry, p * (2 * PI / 6));
mul(&m2, ry, rz);
float ss = 0.45f;
for (float r = 0.2f; r < 0.8f; r += 0.1f) {
scale(&s, ss);
translate(&t, 0.0f, r, 0.0f);
mul(&m3, s, m2);
mul(&m3, t, m3);
mul(&m3, m, m3);
z = opUnion(z, f(m3, n - 1));
ss *= 0.8f;
}
}
}
return z;
}
float f0(float x, float y, int n) {
sx = x;
sy = y;
Mat m;
scale(&m, 1.0f);
return f(m, n);
}
int main(int argc, char* argv[]) {
int n = argc > 1 ? atoi(argv[1]) : 3;
float zoom = argc > 2 ? atof(argv[2]) : 1.0f;
for (float y = 0.8f; y > -0.0f; y -= 0.02f / zoom, putchar('\n'))
for (float x = -0.35f; x < 0.35f; x += 0.01f / zoom) {
float z = f0(x, y, n);
if (z > -1.0f) {
float nz = 0.001f;
float nx = f0(x + nz, y, n) - z;
float ny = f0(x, y + nz, n) - z;
float nd = sqrtf(nx * nx + ny * ny + nz * nz);
float d = (nx - ny + nz) / sqrtf(3) / nd;
d = d > 0.0f ? d : 0.0f;
// d = d < 1.0f ? d : 1.0f;
putchar(".-:=+*#%@@"[(int)(d * 9.0f)]);
}
else
putchar(' ');
}
}
更新4：發明之前的TransformLength()寫錯了，下面已更正。別的，斟酌晉升機能時，普通是須要一些空間剖分的方法去加快檢討，但這裡恰好是一個樹狀的場景構造，可以簡略應用Bounding volume hierarchy，我應用了球體作為包抄體積。只需加幾句代碼，即可以年夜年夜縮減運轉時光。
別的，斟酌到太小的葉片是很難采樣獲得悅目的成果，我測驗考試以一個較年夜的球體去表示葉片（就如素描時斟酌更全體的光暗而不是每片葉片的光暗），我認為成果有提高。
float f(Mat m, int n) {
// Culling
{
Vec v = { 0.0f, 0.5f, 0.0f, 1.0f };
transformPosition(&v, m, v);
if (sphere(v, transformLength(m, 0.55f)) == -1.0f)
return -1.0f;
}
float z = -1.0f;
if (n == 0) { // Leaf
Vec v = { 0.0f, 0.5f, 0.0f, 1.0f };
transformPosition(&v, m, v);
z = sphere(v, transformLength(m, 0.3f));
}
else { // Branch
for (float r = 0.0f; r < 0.8f; r += 0.02f) {
Vec v = { 0.0f, r, 0.0f, 1.0f };
transformPosition(&v, m, v);
z = opUnion(z, sphere(v, transformLength(m, 0.05f * (0.95f - r))));
}
}
// ...
}
其實我在答復這成績的時刻，並沒有籌劃，只是一步一步地測驗考試。如今我認為用這范圍的代碼年夜概不克不及再怎樣停頓了。不外明天看到年夜堂裡的聖誕樹，認為那些裝潢物還挻風趣的，有時刻除畫全體，也能夠畫部分，看看能否能再更新。
聖誕節快活！
