// ［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_v，
// 2012年7月25日（水）
// file name: flower_v.c
#include< stdio.h>
#include< math.h>
void main(void)
{
double a,pi;
// pi は円周率
double r,t;
// 元のカージオイドの動径と位相角
double f,df;
// ハート曲線位相角、および、その変分
double rr,ff;
// 1個の花びらの動径と位相角
double fmin,fmax;
// f 最小値と最大値
double x,y;
// ハート曲線（花びらとして使う）の直交座標
int n;
// 花びらの数
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,p;
// 花びらの土台となる中心円の半径と位相角
double dp;
// p の変分
double beta;
// 1個の花びらが中心円の周囲を占有する角度範囲
double dbeta;
// beta の変分
double k;
// ハート曲線の角度を広げる
double l;
// 1個の花びらが土台となる芯円の周囲を
//占有する角度に対する補正係数(ただし、0 < l )
int nf;
// t および beta の分割数
int m;
// 1個の花びらが土台となる芯円の周囲を
// 占有する角度 beta の変分 dbeta のカウント数
int i,imax,j;
double xx[20001],yy[20001];
// メモリ容量の上限に注意
double t1, t2;
// t の仲介となる補助変数
FILE *fp;
// 定数設定 [注意: 定数 b, c, d, e の数値
// の組み合わせによっては、解析的に
// 計算エラーが生じる可能性が含まれている。
// しかし、詳細は不明。]
pi=3.14159265;
a=1;
b=1;// b=1
c=0.2;// c=-0.2
d=1;// d=1
e=0.3;// e=0.3
k=0.7;// k=0.7
l=1;// l=1
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");
beta=2*pi/n;
// 1個の花びらが土台となる芯円の周囲を
// 占有する基本的な角度
beta=l*beta;
// beta の補正された角度
// 他のパラメータ設定
fmin=-pi/2;
fmax=3*pi/2;
nf=200;
df=(fmax-fmin)/nf;
// 変換前の位相角 t のプロット間隔
dbeta=beta/nf;
// beta の 変分
dp=2*pi/n/100;
i=0;
// 主計算
for(j=1;j<=n;j++)
// n個の花びらを掃引
{
m=0;
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++;
m++;
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)*fabs(cos(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
if(x==0)// 上式の位相の計算
{
ff=pi/2;
}
else
{
if(x>0)
{
ff=asin(y/rr);
}
else
{
ff=pi-asin(y/rr);
}
}
ff=k*(ff-pi/2)+pi/2;
// ハート曲線(花びら１枚)の角度を広げる
ff=ff+2*pi*(j-1)/n;// j 番目の花びらの位相角
xx[i]=rr*cos(ff)+e*cos(2*pi*(j-1)/n
+pi/2-beta/2+m*dbeta);
yy[i]=rr*sin(ff)+e*sin(2*pi*(j-1)/n
+pi/2-beta/2+m*dbeta);
printf("i=%d,x=%f,y=%f\n",i,xx[i],yy[i]);
}
if(l<=1)
{
for(p=2*pi*(j-1)/n+pi/2+beta/2;
p<2*pi*j/n+pi/2-beta/2+0;p=p+dp)
{
i++;
xx[i]=e*cos(p);
yy[i]=e*sin(p);
printf("i=%d,x=%f,y=%f\n",i,xx[i],yy[i]);
}
}
else
{
for(p=2*pi*(j-1)/n+pi/2+beta/2;p>2*pi*j/
n+pi/2-beta/2-0;p=p-dp)
{
i++;
xx[i]=e*cos(p);
yy[i]=e*sin(p);
printf("i=%d,x=%f,y=%f\n",i,xx[i],yy[i]);
}
}
}
i++;
xx[i]=xx[1];
// 更に、始めと終わりの隙間を埋めるための保存
yy[i]=yy[1];
for(p=pi/2-beta/2;p<2*pi*(n-1)/n
+pi/2+beta/2-0;p=p+dp)
// 中心円を描く
{
i++;
xx[i]=e*cos(p);
yy[i]=e*sin(p);
}
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_v.txt）に書き込む
fp=fopen("flower_v.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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