如何利用C語言輸出3D立體感心形圖詳解
首先我先在每行(除空白以及{}外)代碼上標(biāo)上序號(無序號源碼放在了文末)
#include <stdio.h> #include <math.h> float f(float x, float y, float z) { float a = x*x + 9.0f/4.0f*y*y + z*z - 1; return a*a*a - x*x*z*z*z - 9.0f/80.0f*y*y*z*z*z; } float h(float x, float z) { for (float y = 1.0f; y >= 0.0f; y -= 0.001f) { if (f(x, y, z) <= 0.0f) return y; } return 0.0f; } int main() { for (float z = 1.5f; z > -1.5f; z -= 0.1f) { for (float x = -1.5f; x < 1.5f; x += 0.05f) { float v = f(x, 0.0f, z); if (v <= 0.0f) { float y0 = h(x, z); float ny = 0.01f; float nx = h(x + ny, z) - y0; float nz = h(x, z + ny) - y0; float nd = 1.0f / sqrtf(nx*nx + ny*ny + nz*nz); float d = (nx + ny - nz)*nd*0.5f + 0.5f; putchar(".:-=+*#%@"[(int)(d * 5.0f)]); } else putchar(' '); } putchar('\n'); } return 0; }
此次空白行以及語句塊{}空白花括號就不再多加贅述,簡要來說,就是為了整體的完整性與可讀性。
首先先說一下數(shù)值后面加f的問題,例如: y=1.0f 1.0后面的f用于強(qiáng)調(diào)前面的1.0是一個(gè)float量。 如果不加,默認(rèn)為double,加了之后,賦值給y時(shí)會自動(dòng)轉(zhuǎn)換為float 的。
逐行分析(除空白以及{}空白行外):
★頭文件部分:
1.頭文件的定義,可以說是老朋友了,stdio頭文件,非常常用的頭文件。
2.math頭文件,看到math,我們應(yīng)該會想起數(shù)學(xué)這個(gè)名字,其實(shí)沒錯(cuò),math.h頭文件定義了各種數(shù)學(xué)函數(shù)和一個(gè)宏。此處定義這個(gè)頭文件的原因就是用到了數(shù)學(xué)函數(shù)sqrtf。
★主函數(shù)外自定義函數(shù)部分:
3.定義了一個(gè)float類型的函數(shù)f,有三個(gè)float類型的形參x,y,z。
4.定義了一個(gè)float類型的變量a,將其賦值為x * x + 9.0f / 4.0f* y * y + z * z - 1;
5.返回一個(gè)表達(dá)式的值:return a *a * a - x * x * z * z * z - 9.0f/80.0f * y * y * z * z * z;
有關(guān)4和5的解釋:這其實(shí)跟上一次平面心形圖方程類型,只不過增加到了第三維度,此處為立體感心形方程:
x * x + 9.0f / 4.0f* y * y + z * z - 1;
return a *a * a - x * x * z * z * z - 9.0f/80.0f * y * y * z * z * z;
6.定義了一個(gè)float類型的函數(shù)h,有兩個(gè)float類型的形參x,z。
7.float定義y=1.0f,1.0后面的f用于強(qiáng)調(diào)前面的1.0是一個(gè)float量。 如果不加,默認(rèn)為double,加了之后,賦值給y時(shí)會自動(dòng)轉(zhuǎn)換為float 的。
y>=0.0f 判斷條件;
z-=0.1f; 也就是z=z-0.1f; 可以類比i-=2; 即 i=i-2;
8.if (f(x, y, z) <= 0.0f)條件判斷,調(diào)用函數(shù)f傳參x,y,z看函數(shù)返回值是否小于等于0,如果小于,說明y的值就對了,返回y的值到主函數(shù)。
9.見8.
10.return返回0.0f表示結(jié)束了該函數(shù)的執(zhí)行。
★主函數(shù)部分:
11.主函數(shù)的定義。
12.見7.分析
? ps:12和13不再多加闡述,和7道理相同。
13.見7.分析
14.float定義了一個(gè)v變量,接收了y=0.0f即y為定值時(shí)函數(shù)f的返回值。
15.條件判斷,看函數(shù)返回的v值是否小于等于0,如果小于等于0,則執(zhí)行語句塊內(nèi)容,輸出所設(shè)定字符。
16.由15可知,15成立則進(jìn)入語句16的執(zhí)行,此處定義變量y0來接收返回值。
17.定義浮點(diǎn)型變量ny,并給它賦值為0.01f。
18.float nx = h(x + ny, z) - y0; 經(jīng)h函數(shù)返回之后相當(dāng)于,nx=y(x變化)-y0;
19.float nz = h(x, z + ny) - y0; 經(jīng)h函數(shù)返回之后相當(dāng)于,nz=y(z變化)-y0;
20.float nd = 1.0f / sqrtf(nx * nx + ny * ny + nz * nz); 這里的nd的值就相當(dāng)于(x * x+y * y+z * z)開方再取倒數(shù)。
21.float d = (nx + ny - nz) * nd * 0.5f + 0.5f; d值相當(dāng)于 d=(x+y-z)*1.0f/sqrtf(x * x+y * y+z * z)+0.5f。
22.putchar(".:-=+*#%@"[(int)(d * 5.0f)]); 輸出所設(shè)定字符,更好地呈現(xiàn)出立體感心形。
關(guān)于17——22這些都是為了更好的呈現(xiàn)立體感圖形所寫,關(guān)聯(lián)到輸出的位置,輸出的形狀等多個(gè)方面,可以說,是立體感心形代碼中核心代碼之一(而且是很關(guān)鍵的)。
23.if else中else否則部分;
24.如果執(zhí)行else語句,則輸出空白;
25.輸出換行;
26.return 0; return語句結(jié)束main()函數(shù)的執(zhí)行,把0返還給操作系統(tǒng)。
無序號源碼:
#include <stdio.h> #include <math.h> float f(float x, float y, float z) { float a = x*x + 9.0f/4.0f*y*y + z*z - 1; return a*a*a - x*x*z*z*z - 9.0f/80.0f*y*y*z*z*z; } float h(float x, float z) { for (float y = 1.0f; y >= 0.0f; y -= 0.001f) { if (f(x, y, z) <= 0.0f) return y; } return 0.0f; } int main() { for (float z = 1.5f; z > -1.5f; z -= 0.1f) { for (float x = -1.5f; x < 1.5f; x += 0.05f) { float v = f(x, 0.0f, z); if (v <= 0.0f) { float y0 = h(x, z); float ny = 0.01f; float nx = h(x + ny, z) - y0; float nz = h(x, z + ny) - y0; float nd = 1.0f / sqrtf(nx*nx + ny*ny + nz*nz); float d = (nx + ny - nz)*nd*0.5f + 0.5f; putchar(".:-=+*#%@"[(int)(d * 5.0f)]); } else putchar(' '); } putchar('\n'); } }
希望這篇文章對你有所幫助!
總結(jié)
到此這篇關(guān)于如何利用C語言輸出3D立體感心形圖的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C語言輸出3D立體感心形圖內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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