// ［このプログラムの目的］カージオイドを用いて花の形を作る_d_overlap，2012年9月20日（木）
// file name: flower_d_overlap.c
#include< stdio.h>
#include< math.h>
void main(void)
{
double a,pi;// pi は円周率
double r,f;// ハート曲線（花びらとして使う）の動径と位相角
double fmin,fmax,df;// n 個の花びらを通過する位相角の最小値と最大値、および、その位相角の変分
double x,y;// ハート曲線（花びらとして使う）の直交座標
double rr,ff;// 1個の花びらの動径と位相角
int n;// 花びらの数
double t;// 元のカージオイドの位相角
double b,c;// カージオイドからハート形曲線への変換係数
double d;// カージオイドを縦方向に伸縮する伸縮係数
double e;// 中心円の半径
double p;// 隣り合う花びらの重なり合いを示す指標
int i,imax,j;
double xx[20001],yy[20001];// メモリ容量の上限に注意
double t1, t2;// 仲介となる補助変数
double fs,dfs,ff0,ffs;// 仲介となる補助変数
FILE *fp;
// 定数設定
pi=3.14159265;
a=1;
b=2.;// 数値は 1.3 から 2.5 の間が良い
c=0.1;// 0 < c <1 で、 beta=0.5 付近が良い
d=1;// 0.5 から 1.5 の間が良い
e=1.;// 0.3 から 2 の間が良い
p=3;// 0 < p <1 のときは花びら同士の重なりが無い。1 < p のときは隣り合う花びらが重なる。
printf("花びらの数を自然数で入力. \n n=? ");
scanf("%d",&n);
printf("n=%d\n",n);
printf("\n");
// 他のパラメータ設定
fmin=-pi/2;
fmax=3*pi/2;
df=(fmax-fmin)/400;// 位相角 ff のプロット間隔
i=0;
// 計算実行
for(j=1;j<=n;j++) // n個の花びらを掃引
{
for(f=fmin;f<=fmax;f=f+df) // 1個の花びらを通過する位相角 f の掃引
{
i++;
if(f<=-pi/2)// 元のカージオイドからハート形への位相の変換(開始)
{
t1=0;
}
else
{
t1=b*sqrt(f+pi/2);
}
if(f>=3*pi/2)
{
t2=0;
}
else
{
t2=b*sqrt(3*pi/2-f);
}
t=t1-t2+(1-b*sqrt(2/pi))*f+b*sqrt(pi/2);// 元のカージオイドからハート形への位相の変換(終了)
r=a*(1-sin(t));// ハート形の動径と位相の関係
x=r*(1+c*sin(f))*cos(f);// ハート形の形成と整形、および、直交座標への表示
y=d*r*(1+c*sin(f))*sin(f)+2*a*d*(1-c);// ハート形の形成と整形、および、ハート形の底に原点を移動して直交座標に表示
rr=sqrt(x*x+y*y);// 上式の動径の計算
ff=(f+(2*pi*j/p+((n/p)-5)*pi/2))/(n/p);// 元のカージオイドの位相 f を、花形の位相 ff に変換
if(fabs(p-1.)>0.00001)// 花びらの間の隙間を円弧で埋める（開始）
{
if(i==1&&j==1)
{
ff0=ff;
}
if(f==fmin&&j>1)
{
if(ffs>ff)
{
dfs=(ffs-ff)/20;
for(fs=ffs;fs>=ff;fs=fs-dfs)
{
xx[i]=e*cos(fs);
yy[i]=e*sin(fs);
i++;
}
}
else
{
dfs=(ff-ffs)/20;
for(fs=ffs;fs<=ff;fs=fs+dfs)
{
xx[i]=e*cos(fs);
yy[i]=e*sin(fs);
i++;
}
}
}
}// 花びらの間の隙間を円弧で埋める（終了）
ffs=ff;
xx[i]=(rr+e)*cos(ff);
yy[i]=(rr+e)*sin(ff);
printf("i=%d,x=%f,y=%f\n",i,xx[i],yy[i]);
}
}
if(fabs(p-1.)>0.00001)// 描き始めと描き終わりの花びらの間の隙間を円弧で埋める（開始）
{
if(ffs>2*pi)
{
ffs=ffs-2*pi;
}
if(ffs>ff0)
{
dfs=(ffs-ff0)/20;
for(fs=ffs;fs>=ff0;fs=fs-dfs)
{
i++;
xx[i]=e*cos(fs);
yy[i]=e*sin(fs);
}
}
else
{
dfs=(ff0-ffs)/20;
for(fs=ffs;fs<=ff0;fs=fs+dfs)
{
i++;
xx[i]=e*cos(fs);
yy[i]=e*sin(fs);
}
}
}// 描き始めと描き終わりの花びらの間の隙間を円弧で埋める（終了）
imax=i;
// 計算データ[n 個の花びらをもつ花の形の(x,y)座標]をテキストファイル（flower_d_overlap.txt）に書き込む
fp=fopen("flower_d_overlap.txt","w");
if(fp==NULL)
{
printf("FILE OPEN ERROR\n");
}
else
{
for(i=1;i<=imax;i++)
{
fprintf(fp,"%f,%f\n",xx[i],yy[i]);
}
fflush(fp);
fclose(fp);
}
printf("end\n");
}// the end of the program
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