計算機圖形學（循環菱形、循環嵌套矩形）

實驗要求及實現目標：

       

      實驗1：（1）觀察實驗要求可以發現，最外層正方形的相鄰兩點的橫縱座標分別相加再除以2就得到內層正方形的座標。

                    （2）通過for循環，利用上層正方形的四個座標來求下層正方形的座標，並利用for循環，每循環一次就改變輸出圖形的顏色。爲了避免無限循環，當最內層的正方邊                              長小於預先設定的值時，就退出循環。

      實驗2：（1）實驗所要求的圖形由菱形組成，但是紅色菱形與綠色菱形的邊長相等，夾角可能不同，但二者夾角和爲90度。

                     （2）通過預先設定的邊長和角度，利用三角函數求出菱形的各點的座標。通過for循環，改變角度並循環輸出每一個菱形。

My  solution:

循環菱形：

#include<GL/glut.h>
#include<cmath>
#include<cstdio>
#include<iostream>
using namespace std;
double reddegree=45;//紅色菱形的夾角度數
double sidelength=0.4;//菱形邊長
const double PI=3.1415926;
void myDisplay(void)
{
   glClearColor(0.0,0.0,0.0,0.0);
   glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

   glColor3f(1.0f, 1.0f, 1.0f);
   glRectf(-0.85f,-0.85f,0.85f,0.85f);

   double redx,redy,greenx,greeny,dglength,drlength;
   redx=sin((reddegree*1.0/2)/180*PI)*sidelength;//最上面的菱形與原點相鄰右頂點的,x,y座標
   redy=cos((reddegree*1.0/2)/180*PI)*sidelength;
   greenx=greeny=(redx+redy);//最右面綠菱形的頂點座標
   dglength=sqrt(2*greenx*greenx);//綠色菱形最長對角線
   drlength=2*redy;//紅色菱形最長對角線
   int count=1;//紀錄循環次數
   double nowdegree1=-reddegree/2,nowdegree2=0;//從最右邊的紅色菱形開始旋轉
   double dx,dy;
   dx=sidelength*cos(nowdegree1/180*PI);//中間變量，用來記錄菱形中的第二個點座標
   dy=sidelength*sin(nowdegree1/180*PI);
   while(count<9)//每循環一次輸出一個菱形。每次循環由於角度的增加，而邊長始終不變，可以利用三角函數求得每次循環中的菱形各點的座標 
   {
	   if(count%2==1)//選擇顏色
		   glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f);
	   else
		   glColor3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);

       glBegin (GL_POLYGON);
       glVertex2d(0.0,0.0);//四邊形第一個點
	   glVertex2d(dx,dy);//四邊形第2個點
	   if(count%2==1)//判斷輸出第3個點：綠色菱形頂點，還是紅色菱形頂點。因爲預先設定的角度不同，紅色菱形和綠色菱形可能不一樣大
	   {
		   float cx,cy;
		   cx=drlength*cos(nowdegree2/180*PI);
		   cy=drlength*sin(nowdegree2/180*PI);
		   glVertex2d(cx,cy);//紅色菱形頂點
	   }
	   //    glVertex2d(drlength*cos(nowdegree2/180*PI),drlength*sin(nowdegree2/180*PI));//紅色菱形頂點
       else
	   {
           float cx,cy;
		   cx=dglength*cos(nowdegree2/180*PI);
		   cy=dglength*sin(nowdegree2/180*PI);
		   glVertex2d(cx,cy);//綠色菱形頂點
	   
	   }
		  // glVertex2d(dglength*cos(nowdegree2/180*PI),dglength*sin(nowdegree2/180*PI));//綠色菱形頂點
	   if(count%2==1)
		   nowdegree1+=reddegree;
	   else
		   nowdegree1+=(90-reddegree);
	   dx=sidelength*cos((nowdegree1)/180*PI);//計算第4個點的座標，同時該點也是下一次循環輸出的菱形的第二個點的座標
       dy=sidelength*sin(nowdegree1/180*PI);
	   glVertex2d(dx,dy);//第四個點
       nowdegree2+=45;
       count++;
       glEnd();
	   glFlush();
   }
}

int main(int argc,char *argv[])
{
    glutInit(&argc, argv);
	glutInitDisplayMode( GLUT_RGB | GLUT_SINGLE);
	glutInitWindowPosition(100, 100);
	glutInitWindowSize(400, 400);
	glutCreateWindow("Hello World!");
	glutDisplayFunc(&myDisplay);
    glutMainLoop();
	return 0;

}

循環矩形：

#include<GL/glut.h>
#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<algorithm>
using namespace std;
const float initlength=0.6;//最外邊正方形長度
const float finalength=0.03;//最裏層正方形長度
void myDisplay(void)
{
	glClearColor(0.0,0.0,0.0,0.0);
	glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

//	glBegin(GL_POLYGON);
	float a_x,a_y,b_x,b_y,c_x,c_y,d_x,d_y;//四個座標
    float a_x1,a_y1,b_x1,b_y1,c_x1,c_y1,d_x1,d_y1;//輔助轉換座標
	int colorchange=0;//控制顏色循環
	float exit01,exit02;//循環的出口。因爲在旋轉過程中，a可能會在座標軸上，此時與原點的橫座標或縱座標差值爲0，因此需
	                    //同時需要同時比較橫座標、縱座標的差值當二者都很小時，說明a足夠接近原點，跳出循環
	a_x=d_x=-initlength;
	b_x=c_x=initlength;
	a_y=b_y=initlength;
	c_y=d_y=-initlength;
    exit01=a_x;//設置循環出口,當足夠接近原點，就結束循環；
	exit02=a_y;
	if(exit01<0)
		exit01=-exit01;
	if(exit02<0)
		exit02=-exit02;
	while(exit01>finalength||exit02>finalength)//設置循環出口,當最內層邊長足夠小就結束循環；
	{

		switch(colorchange)
		 {
			 case 0:  glColor3f(1.0f,1.0f,1.0f);break;//白色
			 case 1:  glColor3f(1.0f,0.0f,1.0f);break;//粉色=紅+藍   
			 case 2:  glColor3f(0.0f,0.0f,1.0f);break;//藍色
			 case 3:  glColor3f(1.0f,1.0f,0.0f);break;//(黃=紅+綠)
			 case 4:  glColor3f(0.0f,1.0f,0.0f);break;//綠色
			 default: glColor3f(1.0f,0.0f,0.0f);//紅色
		 }
    
	 glBegin(GL_POLYGON);
	  //glBegin(GL_LINE_LOOP);//矩形框
     glVertex2f(a_x,a_y);//輸出正方形四個點
	 glVertex2f(b_x,b_y);
	 glVertex2f(c_x,c_y);
     glVertex2f(d_x,d_y);
     glEnd();

	 glFlush();

     a_x1=(a_x+b_x)/2;  a_y1=(a_y+b_y)/2;//變換座標
	 b_x1=(b_x+c_x)/2;  b_y1=(b_y+c_y)/2;
	 c_x1=(c_x+d_x)/2;  c_y1=(c_y+d_y)/2;
	 d_x1=(d_x+a_x)/2;  d_y1=(d_y+a_y)/2;
	 
	 a_x=a_x1;  a_y=a_y1;//重新賦值
	 b_x=b_x1;  b_y=b_y1;
	 c_x=c_x1;  c_y=c_y1;
	 d_x=d_x1;  d_y=d_y1;

	 colorchange++;
	 colorchange%=6;//控制6種顏色變化

     exit01=a_x;//設置循環出口,當足夠接近原點，就結束循環；
	 exit02=a_y;
	 if(exit01<0)
		exit01=-exit01;
	 if(exit02<0)
		exit02=-exit02;
	}
}
 int main(int argc,char *argv[])
 {
	 glutInit(&argc,argv);
	 glutInitDisplayMode(GLUT_RGB|GLUT_SINGLE);
	 glutInitWindowPosition(100,100);
	 glutInitWindowSize(400,400);
	 glutCreateWindow("Hello World!");
	 glutDisplayFunc(&myDisplay);
	 glutMainLoop();
	 return 0;
 }