计算机图形学E10——Bezier曲线
2024-05-11 17:33:20
其他计算机图形学实验见 链接
#include<gl/glut.h>
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<vector>
using namespace std;
const float window_width = 800, window_height = 600;
const int d = 8;struct point
{float x, y;point() {}point(float xx, float yy):x(xx), y(yy) {}
};
vector<point> input_vertice;
vector<point> controlpoint;char OP;
float controlpoint_color[3] = { 1,0,0 };
float straightline_color[3] = { 0,1,0 };
float bezierline_color[3] = { 0,0,1 };void draw_a_point(float x, float y, float color[]);
void deCasteljau();
void mymouse(int button, int state, int x, int y);
void dragmouse(int x, int y);
void keyboard(unsigned char key, int x, int y);
int getdis(int x, int y);//获取离得最近的点int main(int argc, char* argv[])
{glutInit(&argc, argv);glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);glutInitWindowPosition(50, 50);glutInitWindowSize(window_width, window_height);glutCreateWindow("de Casteljau 绘制bezier曲线");cout << "键盘点击p后，点击左键绘制控制点" << endl;cout << "键盘点击i后，插入控制点" << endl;cout << "键盘点击d后，移动控制点" << endl;cout << "键盘点击e后，点击鼠标左键删除控制点" << endl;cout << "按ESC退出" << endl << endl;glMatrixMode(GL_PROJECTION);glLoadIdentity();gluOrtho2D(0, window_width, 0, window_height);glClearColor(1, 1, 1, 1);glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);glutMouseFunc(&mymouse);glutMotionFunc(&dragmouse);glutKeyboardFunc(&keyboard);glutMainLoop();return 0;
}void draw_a_point(float x, float y, float color[])
{glPointSize(3.0f);glBegin(GL_POINTS);glColor3fv(color);glVertex2f(x, y);glEnd();glFlush();
}int getdis(int x, int y)
{int ans = -1;float shortdis = 99999999;for (int i = 0; i < input_vertice.size(); i++){float dis = sqrt(pow(x - input_vertice[i].x, 2) + pow(y - input_vertice[i].y, 2));if (dis < shortdis && dis <= d){shortdis = dis;ans = i;}}return ans;
}int index1 = -1;
void mymouse(int button, int state, int x, int y)
{if (OP == 'p')//绘制控制点{int drag_point_index = -1;if (button == GLUT_LEFT_BUTTON && state == GLUT_DOWN){int index = getdis(x, window_height - y);if (index == -1)//鼠标范围内没有控制点，新加操作点{draw_a_point(x, window_height - y, controlpoint_color);point p(x, window_height - y);input_vertice.push_back(p);cout << "新输入的控制点" << input_vertice.size() << ":(" << x << ", " << window_height - y << ")" << endl;}//把新的输入的控制点赋值给控制点数组controlpoint = input_vertice;if (input_vertice.size() >= 2)//大于等于两个点的时候，画bezier曲线，控制点留给bezier函数画deCasteljau();else //小于两个点的时候，只画出控制点{glBegin(GL_LINE_STRIP);glColor3fv(straightline_color);for (int i = 0; i < input_vertice.size(); i++)glVertex2f(input_vertice[i].x, input_vertice[i].y);glEnd();glFlush();}//glutPostRedisplay();//}}if (OP == 'i')//插入控制点{//int index1 = -1;//不可以放在这里，否则会因为不断刷新导致判断up时候index恒等于-1if (button == GLUT_LEFT_BUTTON && state == GLUT_DOWN){index1 = getdis(x, window_height - y);cout << "将插入新的控制点到 选中的控制点" << index1 << "前" << endl;}if (button == GLUT_LEFT_BUTTON && state == GLUT_UP && index1 != -1){input_vertice.insert(input_vertice.begin() + index1, point(x, window_height - y));//在下标pos前插入一个元素//cout << input_vertice.size() << endl;}//把新的输入的控制点赋值给控制点数组controlpoint = input_vertice;if (input_vertice.size() >= 2)//大于等于两个点的时候，画bezier曲线，控制点留给bezier函数画deCasteljau();else //小于两个点的时候，只画出控制点{glBegin(GL_LINE_STRIP);glColor3fv(straightline_color);for (int i = 0; i < input_vertice.size(); i++)glVertex2f(input_vertice[i].x, input_vertice[i].y);glEnd();glFlush();}}if (OP == 'e'){if (button == GLUT_LEFT_BUTTON && state == GLUT_DOWN)//删除控制点{int index = getdis(x, window_height - y);cout << "删除点" << index << endl;if (index != -1)//鼠标范围内有控制点了，可以删除，否则不做操作{vector<point>::iterator it = input_vertice.begin();cout << (*(it + index)).x << " " << (*(it + index)).y << endl;input_vertice.erase(it + index);}elsecout << "没有可以删除的点" << endl;glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);//把新的输入的控制点赋值给控制点数组controlpoint = input_vertice;//bezier曲线deCasteljau();}}
}void dragmouse(int x, int y)
{int index = getdis(x, window_height - y);if (OP == 'd' && index != -1)//鼠标范围内有控制点了，可以拖动{cout << "修改控制点" << input_vertice.size() << ":(" << input_vertice[index].x << ", " << input_vertice[index].y << ")" << endl;input_vertice[index].x = x;input_vertice[index].y = window_height - y;//把新的输入的控制点赋值给控制点数组controlpoint = input_vertice;if (input_vertice.size() >= 2)//大于等于两个点的时候，画bezier曲线，控制点留给bezier函数画deCasteljau();else //小于两个点的时候，只画出控制点{glBegin(GL_LINE_STRIP);glColor3fv(straightline_color);for (int i = 0; i < input_vertice.size(); i++)glVertex2f(input_vertice[i].x, input_vertice[i].y);glEnd();glFlush();}}
}void keyboard(unsigned char key, int x, int y)
{if (key == 27)exit(0);if (key == 'p')//画点{OP = 'p';cout << "请点击鼠标左键，开始绘制控制点以及bezier曲线" << endl;}if (key == 'd')//拖动端点{OP = 'd';cout << "请按住端点拖动" << endl;}if (key == 'i')//插入控制点{OP = 'i';cout << "请点击一个已有的控制点按住不放，松开位置为新插入顶点的位置。新插入的顶点位于点击的顶点之前。 "<< endl;}if (key == 'e'){OP = 'e';cout << "鼠标左键点击要删除的点" << endl;}
}void deCasteljau()
{vector<point> bezierpoint;int n = controlpoint.size();for (double t = 0.0; t <= 1.0; t += 0.005 / n)//保证点的数量足够多，使曲线更加圆滑{for (int i = 1; i < n; i++)//控制每走一轮，控制点都会少 1{for (int j = 0; j < n - i; j++)//每走一轮，控制点都会少 1{if (i == 1)//迭代第一轮必须是输入的那几个控制点，so，，不可以只用一个controlpoint，input_vertice也有用。。。。{controlpoint[j].x = (1 - t) * input_vertice[j].x + t * input_vertice[j + 1].x;controlpoint[j].y = (1 - t) * input_vertice[j].y + t * input_vertice[j + 1].y;continue;}else{controlpoint[j].x = (1 - t) * controlpoint[j].x + t * controlpoint[j + 1].x;controlpoint[j].y = (1 - t) * controlpoint[j].y + t * controlpoint[j + 1].y;}}}//cout << "控制点数量=" << controlpoint.size() << endl;一直是点的数目，因为之前直接存在这个里面了，但是有用的只有下标为1的才有用bezierpoint.push_back(controlpoint[0]);//把最后一个在bezier曲线上的点保存起来，最后链接在一起即为bezier曲线}glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);//清空屏幕上上一次的bezier曲线//输出新的所有的控制点glBegin(GL_LINE_STRIP);glColor3fv(straightline_color);for (int i = 0; i < input_vertice.size(); i++)glVertex2f(input_vertice[i].x, input_vertice[i].y);glEnd();glFlush();//画出bezier曲线glLineWidth(3.0f);glBegin(GL_LINE_STRIP);glColor3fv(bezierline_color);for (int i = 0; i < bezierpoint.size(); i++)glVertex2f(bezierpoint[i].x, bezierpoint[i].y);glEnd();glFlush();
}
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