/* Auteur: Nicolas JANEY */
/* nicolas.janey@univ-fcomte.fr */
/* Fevrier 2019 */
/* Calcul d'une surface parametrique */
/* bicubique */
#include <math.h>
#include <stdio.h>
#include <GL/glut.h>
#include <GL/gl.h>
#include <GL/glu.h>
#include "ModuleCouleurs.h"
#include "ModuleManipulateur.h"
#include "ModuleMenus.h"
#include "ModuleReshape.h"
struct coord_3D {
GLfloat x = 0.0F;
GLfloat y = 0.0F;
GLfloat z = 0.0F;
GLfloat w = 1.0F; };
typedef struct coord_3D coord_3D;
typedef float matrice[4][4];
typedef float vecteur[4];
static GLfloat pts[16][4] = {
{-3.0F,-3.0F,-1.0F, 1.0F },{-1.0F,-3.0F, 1.0F, 1.0F },
{ 1.0F,-3.0F, 2.0F, 1.0F },{ 3.0F,-3.0F,-1.0F, 1.0F },
{-3.0F,-1.0F, 3.0F, 1.0F },{-1.0F,-1.0F, 2.0F, 1.0F },
{ 1.0F,-1.0F,-1.0F, 1.0F },{ 3.0F,-1.0F, 1.0F, 1.0F },
{-3.0F, 1.0F,-1.0F, 1.0F },{-1.0F, 1.0F,-1.0F, 1.0F },
{ 1.0F, 1.0F, 1.0F, 1.0F },{ 3.0F, 1.0F,-1.0F, 1.0F },
{-3.0F, 3.0F,-2.0F, 1.0F },{-1.0F, 3.0F, 1.0F, 1.0F },
{ 1.0F, 3.0F, 3.0F, 1.0F },{ 3.0F, 3.0F, 1.0F, 1.0F }};
static coord_3D *points =(coord_3D *) pts;
static int aff = 0;
static int pt = 0;
static int maille = 40;
static matrice nrubs =
{ -0.1666666F, 0.5F, -0.5F, 0.1666666F,
0.5F ,-1.0F, 0.5F, 0.0F,
-0.5F , 0.0F, 0.5F, 0.0F,
0.1666666F, 0.6666666F, 0.1666666F,0.0F };
static matrice cr =
{ -0.5F, 1.5F,-1.5F, 0.5F,
1.0F,-2.5F, 2.0F,-0.5F,
-0.5F, 0.0F, 0.5F, 0.0F,
0.0F, 1.0F, 0.0F, 0.0F };
static matrice bezier =
{ -1.0F, 3.0F,-3.0F, 1.0F,
3.0F,-6.0F, 3.0F, 0.0F,
-3.0F, 3.0F, 0.0F, 0.0F,
1.0F, 0.0F, 0.0F, 0.0F };
void point(float x,float y,float z) {
glVertex3f(x,y,z);
}
/* ATTENTION */
/* Les produits matrice-vecteur */
/* et matrice-matrice */
/* et la transposition implantes */
/* ci-dessous necessitent */
/* que les parametres resultats */
/* soient des tableaux differents */
/* des parametres passes en entree */
void transposition(matrice m,matrice t) {
for ( int i = 0 ; i < 4 ; i++ )
for ( int j = 0 ; j < 4 ; j++ )
t[i][j] = m[j][i];
}
void produitMatriceMatrice(matrice m1,matrice m2,matrice m) {
for ( int i = 0 ; i < 4 ; i++ )
for ( int j = 0 ; j < 4 ; j++ ) {
m[i][j] = 0;
for ( int k = 0 ; k < 4 ; k++ )
m[i][j] += m1[i][k]*m2[k][j]; }
}
void produitMatriceVecteur(matrice m,vecteur v,vecteur r) {
for ( int i = 0 ; i < 4 ; i++ ) {
r[i] = 0;
for ( int j = 0 ; j < 4 ; j++ )
r[i] += m[i][j]*v[j]; }
}
void produitVecteurMatrice(vecteur v,matrice m,vecteur r) {
for ( int i = 0 ; i < 4 ; i++ ) {
r[i] = 0;
for ( int j = 0 ; j < 4 ; j++ )
r[i] += v[j]*m[j][i]; }
}
float produitVecteurVecteur(vecteur v1,vecteur v2) {
float r = 0;
for ( int i = 0 ; i < 4 ; i++ )
r += v1[i]*v2[i];
return(r);
}
void bicubiquePatch(int n,matrice m,matrice mprime,coord_3D *p) {
matrice tx,a,aa;
matrice ty,b,bb;
matrice tz,c,cc;
int i;
for ( i = 0 ; i < 4 ; i++ )
for ( int j = 0 ; j < 4 ; j++ ) {
a[i][j] = p[i*4+j].x;
b[i][j] = p[i*4+j].y;
c[i][j] = p[i*4+j].z; }
matrice trans;
transposition(mprime,trans);
produitMatriceMatrice(m,a,aa);
produitMatriceMatrice(m,b,bb);
produitMatriceMatrice(m,c,cc);
produitMatriceMatrice(aa,trans,tx);
produitMatriceMatrice(bb,trans,ty);
produitMatriceMatrice(cc,trans,tz);
for ( i = 0 ; i < n ; i++ ) {
for ( int j = 0 ; j < n ; j++ ) {
float s =(float) i/(float) (n-1);
float t =(float) j/(float) (n-1);
vecteur S = { s*s*s,s*s,s,1.0F };
vecteur T = { t*t*t,t*t,t,1.0F };
vecteur d;
produitVecteurMatrice(S,tx,d);
float x = produitVecteurVecteur(d,T);
produitVecteurMatrice(S,ty,d);
float y = produitVecteurVecteur(d,T);
produitVecteurMatrice(S,tz,d);
float z = produitVecteurVecteur(d,T);
point(x,y,z); } }
}
void display(void) {
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
glPushMatrix();
glEnable(GL_DEPTH_TEST);
manipulateurSouris();
manipulateurClavier();
glPointSize(3.0);
glBegin(GL_POINTS);
for ( int i = 0 ; i < 16 ; i++ ) {
if ( i != pt )
glColor4fv(couleurJaune());
else
glColor4fv(couleurRouge());
glVertex3fv(&pts[i][0]); }
glEnd();
glColor4fv(couleurCyan());
glPointSize(1.0);
glBegin(GL_POINTS);
switch ( aff ) {
case 0 : bicubiquePatch(maille,bezier,bezier,points);
break;
case 1 : bicubiquePatch(maille,bezier,cr,points);
break;
case 2 : bicubiquePatch(maille,cr,bezier,points);
break;
case 3 : bicubiquePatch(maille,cr,cr,points);
break;
case 4 : bicubiquePatch(maille,nrubs,nrubs,points);
break;
case 5 : bicubiquePatch(maille,nrubs,cr,points);
break;
case 6 : bicubiquePatch(maille,cr,nrubs,points);
break;
case 7 : bicubiquePatch(maille,cr,cr,points); }
glEnd();
glDisable(GL_DEPTH_TEST);
glPopMatrix();
glFlush();
glutSwapBuffers();
}
void init(void) {
glClearColor(0.0,0.0,0.0,1.0);
glEnable(GL_NORMALIZE);
}
void key(unsigned char key,int x,int y) {
if ( keyManipulateur(key,x,y) )
glutPostRedisplay();
else
switch ( key ) {
case 45 : maille--;
if ( maille < 5 )
maille = 5;
glutPostRedisplay();
break;
case 43 : maille++;
glutPostRedisplay();
break;
case 0x0D : aff++;
if ( aff == 8 )
aff = 0;
glutPostRedisplay();
break;
case 32 : pt = pt+1;
if ( pt == 16 )
pt = 0;
glutPostRedisplay();
break; }
}
void special(int k, int x, int y) {
switch (k) {
case GLUT_KEY_LEFT : points[pt].x -= 0.1F;
glutPostRedisplay();
break;
case GLUT_KEY_RIGHT : points[pt].x += 0.1F;
glutPostRedisplay();
break;
case GLUT_KEY_UP : points[pt].y += 0.1F;
glutPostRedisplay();
break;
case GLUT_KEY_DOWN : points[pt].y -= 0.1F;
glutPostRedisplay();
break;
case GLUT_KEY_PAGE_UP : points[pt].z += 0.1F;
glutPostRedisplay();
break;
case GLUT_KEY_PAGE_DOWN : points[pt].z += 0.1F;
glutPostRedisplay();
break; }
}
int main(int argc,char **argv) {
glutInit(&argc,argv);
glutInitDisplayMode(GLUT_RGBA|GLUT_DEPTH|GLUT_DOUBLE);
glutInitWindowSize(300,300);
glutInitWindowPosition(50,50);
glutCreateWindow("Surface bicubique");
init();
creationMenuBasique();
setParametresOrthoBasique(-5.0,5.0,-5.0,5.0,-500.0,500.0);
setManipulateurDistance(1.0F);
glutReshapeFunc(reshapeOrthoBasique);
glutKeyboardFunc(key);
glutSpecialFunc(special);
glutMotionFunc(motionBasique);
glutMouseFunc(sourisBasique);
glutDisplayFunc(display);
glutMainLoop();
return(0);
}
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