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問題

答え

#include <GL/glut.h>
#include <iostream>


//----------- データ構造 ---------------//
const int PointNum = 100;
struct MeshPoint
{
	float x;
	float y;
	float z;
	float y_next;
	float y_past;
};

MeshPoint Points[PointNum][PointNum];


//各種パラメータ
const float dt = 0.1f;
const float c = 0.6f;
const float h = 0.1f;
const float A = (c*dt/h)*(c*dt/h);
const float B = 2.f - 4*A;

//---------- プロトタイプ宣言 --------------//
void display();
void reshape(int w, int h);
void timer(int value);
void DRAW_XYZ();
void drawWavePoint();
void InitMesh();


//------------ OpenGLの初期化 ------------------//

void GLUT_CALL_FUNCs()
{
	glutDisplayFunc(display);
	glutReshapeFunc(reshape);
	glutTimerFunc(0,timer,17);

}

void OtherMyInit()
{
	glClearColor(1.0, 1.0, 1.0, 1.0);
	glEnable(GL_DEPTH_TEST);
	
}

void GLUT_INITs(int *argcp, char **argv)
{
	glutInit(argcp,argv);
	glutInitDisplayMode(GLUT_RGBA| GLUT_DOUBLE | GLUT_DEPTH);
	glutInitWindowSize(640,480);
	glutCreateWindow("Basic Wave equation");
	GLUT_CALL_FUNCs();

	OtherMyInit();
}


void InitMesh()
{
	for(int loopY = 0;loopY < PointNum; ++loopY)
	{
		for(int loopX=0 ; loopX < PointNum; ++loopX)
		{
			Points[loopY][loopX].x = 0.1f*loopX;
			Points[loopY][loopX].z = 0.1f*loopY;
			if(loopX > 25 && loopX < 50)
			{
				if(loopY > 25 && loopY <50)
				{
					Points[loopY][loopX].y_past = Points[loopY][loopX].y = -1.f;
					
				}
			}

		}
	}

	//1つ先の状態を計算する

	for(int loopY = 1;loopY < PointNum-1; ++loopY)
	{
		for(int loopX = 1 ; loopX < PointNum-1; ++loopX)
		{
			Points[loopY][loopX].y_next = A *(Points[loopY-1][loopX].y + Points[loopY+1][loopX].y + Points[loopY][loopX-1].y + Points[loopY][loopX+1].y)
				+ B*Points[loopY][loopX].y - Points[loopY][loopX].y_past;
			Points[loopY][loopX].y_next *= 0.999f;//ダンピング係数
		}
	}


	for(int loopY = 0;loopY < PointNum; ++loopY)
	{
		for(int loopX =0 ; loopX < PointNum; ++loopX)
		{
			Points[loopY][loopX].y_past = Points[loopY][loopX].y;
			Points[loopY][loopX].y = Points[loopY][loopX].y_next;
		}
	}

}


//--------- メイン関数 ----------------//
int main(int argc, char **argv)
{
	if(c*c*dt*dt > 0.5*h*h)
	{
		std::cerr << "Sorry condition is bad\n";
		return -1;
	}

	InitMesh();

	GLUT_INITs(&argc,argv);

	glutMainLoop();

	return 0;
}


void calcNext()
{
	for(int loopY = 1;loopY < PointNum-1; ++loopY)
	{
		for(int loopX =1 ; loopX < PointNum-1; ++loopX)
		{
			Points[loopY][loopX].y_next = A *(Points[loopY-1][loopX].y + Points[loopY+1][loopX].y + Points[loopY][loopX-1].y + Points[loopY][loopX+1].y)
				+ B*Points[loopY][loopX].y - Points[loopY][loopX].y_past;
			Points[loopY][loopX].y_next *= 0.999f;//ダンピング係数
		}
	}

	for(int loopY = 0;loopY < PointNum; ++loopY)
	{
		for(int loopX =0 ; loopX < PointNum; ++loopX)
		{
			Points[loopY][loopX].y_past = Points[loopY][loopX].y;
			Points[loopY][loopX].y = Points[loopY][loopX].y_next;
		}
	}

}


//------------- ここから各種コールバック -----------------//
void display()
{
	glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
	glLoadIdentity();
	gluLookAt(20.0,15.0, 25.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0);


	glColor3f(0,0.5,1);
	drawWavePoint();
	DRAW_XYZ();


	glutSwapBuffers();

	calcNext();
}

void reshape(int w, int h)
{
	glViewport(0, 0, w, h);
	glMatrixMode(GL_PROJECTION);
	glLoadIdentity();
	gluPerspective(30.0, (double)w / (double)h, 1.0, 200.0);
	glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
}


void timer(int t)
{
	glutPostRedisplay();
	glutTimerFunc(t,timer,17); //タイマー関数
}


//-------------- ここから各種関数 -------------------//

void DRAW_XYZ()
{

	glPushAttrib(GL_ENABLE_BIT);
	glDisable(GL_LIGHTING);//光源の無効化
	glDisable(GL_LIGHT0);
	
	glBegin(GL_LINES);

	glColor3f(0,1,0);//x
	glVertex2f(-100,0);
	glVertex2f(100, 0);

	glColor3f(1,0,0);//y
	glVertex2f(0,0);
	glVertex2f(0,100);

	glColor3f(0,0,1);//z
	glVertex3f(0,0,-100);
	glVertex3f(0,0, 100);
	glEnd();

	glPopAttrib();
}


void drawWavePoint()
{
	glBegin(GL_POINTS);
	for(int loopY = 0;loopY < PointNum; ++loopY)
	{
		for(int loopX=0 ; loopX < PointNum; ++loopX)
		{
			glVertex3f(Points[loopY][loopX].x,Points[loopY][loopX].y_next,Points[loopY][loopX].z);
		}
	}
	glEnd();
}
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