Animacja w konsoli z wykorzystaniem równań parametrycznych

Question

Potrzebuję zrobić animację w konsoli używając języka C. Animacja ma polegać na tym że dwa obiekty poruszają się po dwóch różnych krzywych parametrycznych, a kiedy się zderzą(czyli będą mieć te same współrzędne) program ma się skończyć.

 

Ogólny zarys działania programu:

Równanie 1 - cykloida, równanie 2 - okrąg

1. Obliczenie współrzędnych x i y obiektów z równań parametrycznych

2. Wykorzystując przejście do nowej linii i spacje, wstawienie obiektów w oknie konsoli

3. Odczekanie sekundy i "wyczyszczenie" okna konsoli wykorzystując przejście do nowej linii

4. Powrót do punktu 1

 

Problemy:

1. Obliczone współrzędne zawierają części ułamkowe a karetki nie da sie przesunąć o np 4.2345 spacji. Co zrobić aby program używał tylko części całkowitych z obliczonych współrzędnych?

2. Po wstawieniu obiektu 1 karetka będzie znajdować w miejscu o współrzędnych x1 y1 a nie w umownych początku czyli w lewym górnym rogu okna konsoli. Czy da sie ją przywrócić do początku?

3. Czy da sie zrobić tak żeby funkcja printf wyświetlała jakiś obiekt n razy w zależności od n?

4. Czy ten schemat programu ma w ogóle sens?

 

Poniżej kod (nie zawiera jeszcze części dla obiektu 2 i warunku zakończenia)

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <math.h>
#include <unistd.h>

int main()
{
    int a=1;
    int b=1;
    int c=5;
    int t,i,j,k;
    float x1,y1,x2,y2;
    for (t=0; t<1; t++)
    {
        x1=(a*t)-(b*sin(t)); /*obliczenie wspolrzednych */
        y1=a-(b*cos(t));
        x2=7+c*cos(t);
        y2=7+c*sin(t);
        if (x1==x2 && y1==y2)
        {
            
        }
        for (i=0;i<y1;i++) /*przesuniecie karetki w dol */
        {
            printf("\n");
        }
        for (j=0;i<x1;j++) /*przesuniecie karetki w prawo */
        {
            printf(" ");
            printf("*"); /*wstawienie obiektu nr 1 */
        }
        sleep(1)
        for (k=0; k<44; k++) /*wyczyszczenie okna konsoli*/
        {
            printf("\n");
        }
    }
    return 0;
}

 

Answer 1

Według mnie jest sporo niedopowiedzeń w poleceniu, bo faktycznie powinniśmy działać na tablicach, a te lubią liczby całkowite, a nie zmiennoprzecinkowe, stąd albo działamy tylko na tych pierwszych, albo dokonujemy konwersji (czego odradzam, bo będzie pracochłonne, a niekoniecznie poprawi nam obliczenia).

Tablica jednowymiarowa... Hm... Jeżeli ma to być animacja na płaszczyźnie dwuwymiarowej, to będzie nam właśnie dwuwymiarowa tablica potrzebna, szczególnie jeżeli chcemy ją rysować. Krok t również wydaje mi się za mały na liczby stałoprzecinkowe.

Na podstawie Twojego kodu napisałem analogiczny, żeby Ci coś zilustrować w jaki sposób to zrealizować... Wizualnie zobaczysz co dzieje się podczas przebiegu pętli, program rysuje „okrąg” i „cykloidę” : )

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include <unistd.h>
#include <conio.h>

#define SIZE 20

int main() {
    int a = 1;
    int b = 1;
    int c = 5;
    int x1, y1, x2, y2;
    char dlaOkregu[SIZE][SIZE];
    char dlaCykloidy[SIZE][SIZE];
    for (int i = 0; i < SIZE; i++) {
        for (int j = 0; j < SIZE; j++) {
            dlaCykloidy[i][j] = ' ';
            dlaOkregu[i][j] = ' ';
        }
    }
    for(int t=0;t< SIZE;t++) {
        x1 = (a * t) - (b * sin(t));
        y1 = a - (b * cos(t));
        x2 = 7 + c * cos(t);
        y2 = 7 + c * sin(t);
        printf("Wspolrzedne cykloidy: (%d;%d)\n", x1, y1);
        for (int i = 0; i < SIZE; i++) {
            for (int j = 0; j < SIZE; j++) {
                dlaCykloidy[x1][y1] = 'O';
                printf("%2c", dlaCykloidy[i][j]);
            }
            printf("\n");
        }
        printf("Wspolrzedne okregu: (%d;%d)\n", x2, y2);
        for (int i = 0; i < SIZE; i++) {
            for (int j = 0; j < SIZE; j++) {
                dlaOkregu[x2][y2] = 'O';
                printf("%2c", dlaOkregu[i][j]);
            }
            printf("\n");
        }
        usleep(600000);
        system("cls");
        if (x1 > SIZE || x2 > SIZE || y1 > SIZE || y2 > SIZE)
            break;
    }
    return 0;
}

Wtedy na wyjściu otrzymasz:

Wspolrzedne cykloidy: (18;0)
 O
   O
   O

   O
 O
 O
   O
   O

   O
 O
 O
 O
   O

   O
   O
 O

Wspolrzedne okregu: (11;7)
         O O   O   O
       O             O
                       O
     O
                       O
     O                 O
     O
                       O
       O             O
         O O   O   O
               O

Kluczowy będzie dobór parametrów a,b,c,t, bo zauważ, że cykloida, gdy "za długo" będzie się kręcić to nie ma szans się spotkać z okręgiem. Stwórzmy tablicę dwuwymiarową, wypełnijmy ją spacjami. Dla każdej z dwóch plansz (możesz zrobić na jednej) obliczamy współrzędne i zaznaczmy ten punkt literką O dla każdej nowej iteracji (możesz zmodyfikować, że za każdym przelotem napisze inny znak). Ja rozszerzyłem wyświetlanie do dwóch jednostek, aby w naturalny sposób była to kwadratowa siatka. Potem czyścimy konsolę. Jeśli piszesz pod Linux jest na to gotowa funkcja:

void ClrScr(){
  printf("\033[2J"); // Czyści ekran
  printf("\033[0;0f"); // Ustawia kursor w lewym, górnym rogu
}

Jeżeli jesteś zmuszony korzystać z Windowsa to albo trzeba pobawić się z powrotem karetki lub zastosować gotowca system("cls"); z conio.h. (W wyjątkowych okolicznościach powiedzmy, że można :P)

Nie jest to finalna wersja jednak umożliwi Ci ona zrealizowanie Twojego problemu np. poprzez dodanie warunku, który zrywałby pętlę wyznaczoną przez t gdy współrzędne punktów pokryłyby się...

Musisz po prostu przemyśleć jaka odpowiedź usatysfakcjonuje prowadzącego oraz który ze sposobów będzie dla Ciebie zrozumiały ; ) Powodzenia w dalszym kodzeniu!