c++ - 在不使用 graphics.h 的 pieslice() 的情况下，在 C 中生成一个 "pieslice"

Question

在BGI库的“graphics.h”头文件中有一个函数pieslice，它的语法是:

#include <graphics.h>

void pieslice(int x, int y, int stangle, int endangle, int radius);

[x,y为圆心，stangle和endangle分别为起始角和结束角]

我们可以在不使用 BGI 库的这个内置函数的情况下用 C/C++ 制作一个切片吗？请帮忙。尝试借助直线和中点圆生成算法制作它。

到目前为止我的代码:

#include<stdio.h>
#include<graphics.h>


static const double PI =3.141592

int main()
{
    int gd=DETECT,gm;
    initgraph(&gd,&gm,NULL);
    int xc,yc,r,st_angle,ed_angle,k;
    printf("Enter the centers of pieslice:\n");
    scanf("%d %d",&xc,&yc);
    printf("Enter the radius:\n");
    scanf("%d",&r);
    printf("Enter the starting angle:\n");
    scanf("%d",&st_angle);
    printf("Enter the end angle:\n");
    scanf("%d",&ed_angle);


    for(k=st_angle; k<=ed_angle;k++)
    {   
        double radians =(PI /180.0) * k;
        int X = xc+ cos(radians) * r;
        int Y = yc+ sin(radians) * r;
        putpixel(x,y,WHITE);
        delay(5000);

    }
void wait_for_char()
{

    //Wait for a key press
    int in = 0;

    while (in == 0) {
        in = getchar();
    }
}
getch();
}

我能够使用圆的参数方程进行计算部分，但无法使用 graphics.h 函数生成图形。一些帮助会很好。提前谢谢你。

在运行这个程序时，我得到这个错误:

[xcb] Unknown sequence number while processing queue
[xcb] Most likely this is a multi-threaded client and XInitThreads has not been called
[xcb] Aborting, sorry about that.
a.out: ../../src/xcb_io.c:274: poll_for_event: Assertion `!xcb_xlib_threads_sequence_lost' failed.
[xcb] Unknown sequence number while processing queue
[xcb] Most likely this is a multi-threaded client and XInitThreads has not been called
[xcb] Aborting, sorry about that.
a.out: ../../src/xcb_io.c:274: poll_for_event: Assertion `!xcb_xlib_threads_sequence_lost' failed.
Aborted (core dumped)

Answer 1

为什么不使用 vector ？

所以 (0,0)半径为中心的饼图 r由以下因素决定:

u = (cos(a0),sin(a0))
v = (cos(a1),sin(a1))
x^2 + y^2 <= r^2 // circle
(x,y) x u ->  CW
(x,y) x v -> CCW

CW/CCW 是通过计算 3D 叉积并检查结果 z 坐标的符号来确定的...

因此处理圆外接正方形中的所有像素并渲染符合所有 3 个条件的所有像​​素。

像这样:

void pie(int x0,int y0,int r,int a0,int a1,DWORD c)
    {
    // variables
    int  x, y,      // circle centered point
        xx,yy,rr,   // x^2,y^2,r^2
        ux,uy,      // u
        vx,vy,      // v
        sx,sy;      // pixel position
    // my Pixel access (remove these 3 lines)
    int **Pixels=Main->pyx;         // Pixels[y][x]
    int   xs=Main->xs;              // resolution
    int   ys=Main->ys;
    // init variables
    rr=r*r;
    ux=double(r)*cos(double(a0)*M_PI/180.0);
    uy=double(r)*sin(double(a0)*M_PI/180.0);
    vx=double(r)*cos(double(a1)*M_PI/180.0);
    vy=double(r)*sin(double(a1)*M_PI/180.0);
    // render                                       |<-- remove these -->|
    for (y=-r,yy=y*y,sy=y0+y;y<=+r;y++,yy=y*y,sy++) if ((sy>=0)&&(sy<ys))
     for (x=-r,xx=x*x,sx=x0+x;x<=+r;x++,xx=x*x,sx++) if ((sx>=0)&&(sx<xs))
      if (xx+yy<=rr)          // inside circle
       if ((x*uy)-(y*ux)<=0)  // x,y is above a0 in clockwise direction
        if ((x*vy)-(y*vx)>=0) // x,y is below a1 in counter clockwise direction
         Pixels[sy][sx]=c; // change for putpixel
    }

但是我不使用 BGI，所以只需更改 Pixels[sy][sx]=c;用你的putpixel(sx,sy,c);并删除 sx,sy 的过时范围检查 ifs .同时删除分辨率 xs,ys和 Pixels变量。

这里预览(xs2,ys2 是我的屏幕中间):

pie(xs2,ys2,ys2-200,10,50,0x00FF0000);

请注意，我有 32 位 RGB 颜色而不是您的索引 8 位颜色，并且角度以度为单位。另请注意，我的 y 轴指向下方，因此增量角度从 x 轴开始顺时针方向(指向右侧)

然而，这仅适用于低于 180 度的饼图。对于较大的饼图，当不在未填充的饼图部分内时，您需要反转叉积条件以呈现，而不是像这样:

void pie(int x0,int y0,int r,int a0,int a1,DWORD c) // a0 < a1
    {
    // variables
    int  x, y,      // circle centered point
        xx,yy,rr,   // x^2,y^2,r^2
        ux,uy,      // u
        vx,vy,      // v
        sx,sy;      // pixel position
    // my Pixel access
    int **Pixels=Main->pyx;         // Pixels[y][x]
    int   xs=Main->xs;              // resolution
    int   ys=Main->ys;
    // init variables
    rr=r*r;
    ux=double(r)*cos(double(a0)*M_PI/180.0);
    uy=double(r)*sin(double(a0)*M_PI/180.0);
    vx=double(r)*cos(double(a1)*M_PI/180.0);
    vy=double(r)*sin(double(a1)*M_PI/180.0);
    // handle big/small pies
    x=a1-a0;
    if (x<0) x=-x;
    // render small pies
    if (x<180)
        {
        for (y=-r,yy=y*y,sy=y0+y;y<=+r;y++,yy=y*y,sy++) if ((sy>=0)&&(sy<ys))
         for (x=-r,xx=x*x,sx=x0+x;x<=+r;x++,xx=x*x,sx++) if ((sx>=0)&&(sx<xs))
          if (xx+yy<=rr)           // inside circle
           if (((x*uy)-(y*ux)<=0)  // x,y is above a0 in clockwise direction
             &&((x*vy)-(y*vx)>=0)) // x,y is below a1 in counter clockwise direction
             Pixels[sy][sx]=c;
        }
    else{
        for (y=-r,yy=y*y,sy=y0+y;y<=+r;y++,yy=y*y,sy++) if ((sy>=0)&&(sy<ys))
         for (x=-r,xx=x*x,sx=x0+x;x<=+r;x++,xx=x*x,sx++) if ((sx>=0)&&(sx<xs))
          if (xx+yy<=rr)           // inside circle
           if (((x*uy)-(y*ux)<=0)  // x,y is above a0 in clockwise direction
             ||((x*vy)-(y*vx)>=0)) // x,y is below a1 in counter clockwise direction
             Pixels[sy][sx]=c;
        }
    }

pie(xs2,ys2,ys2-200,50,340,0x00FF0000);

代码可以进一步优化例如x*uy可以在for循环中改为加法，如for(...,xuy=x*uy;...;...,xuy+=uy)从内部循环中消除缓慢的乘法。这同样适用于叉积条件下的所有 4 个热量。

[edit1] 为了更清楚，我们有这样的东西:

     for (x=-r,xx=x*x,sx=x0+x;x<=+r;x++,xx=x*x,sx++)
       {
       if (...(x*uy)...) { do something }
       }

(x*uy)在 x 的每次迭代中计算. x正在递增，因此我们可以计算 (x*uy) 的值来自先前的值 ((x-1)*uy)+uy不需要乘法 ((x-1)*uy)是上次迭代的值。所以添加保存它的单个变量可以摆脱重复的乘法:

     int xuy; //              ********                       *******
     for (x=-r,xx=x*x,sx=x0+x,xuy=x*uy;x<=+r;x++,xx=x*x,sx++,xuy+=uy)
       {
       if (...(xuy)...) { do something }
       }

所以最初的乘法只做一次，从那以后它只做加法......

而且这种渲染方式是完全可并行化的...