// ［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_b_independent_angle，2012年9月26日（水）
// file name: flower_b_independent_angle.c
#include< stdio.h>
#include< math.h>
void main(void)
{
double a,pi;// a は元のカージオイドの定数、pi は円周率
double t,dt;// それぞれ、変換前のカージオイドの位相角、および、位相角の変分
double r,z;// それぞれ、原点移動後のカージオイドの曲座標の動径、位相角
double f;// さらにカージオイドの底を尖らせた後のカージオイド（実質的にはハート形で、花びらの形となる）の位相角
int n;// 花びらの数
double alpha;// 目標とする底の尖った角度 (プログラム中で alpha=pi/n として使用)
double tmin,tmax;// 位相角の最小値と最大値
int i,imax,j;
double x,y;// 伸縮する前の単位の花びらの直交座標
float b;// 単位となる花びらの縦方向の伸縮率
float c;// 中心円の半径
double rr;// 伸縮後の花びらの動径
double ff;// 伸縮後の花びらの位相角
double xx[30001],yy[30001];// メモリ容量の上限に注意
double p;// 花びらの土台となる芯円の位相角
double dp;// p の変分
double beta;// 1個の花びらが土台となる芯円の周囲を占有する角度範囲
double dbeta;// beta の変分
float 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 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 nf;// f および beta の分割数
FILE *fp;
// 定数設定
pi=3.14159265;
a=1.;
// 他のパラメータ設定
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");
alpha=2*pi/n;
printf("単位となる花びらの縦方向の伸縮率を入力. \n b= ? ");
scanf("%f",&b);
printf("b=%f\n",b);
printf("\n");
printf("中心円の半径を入力. \n c= ? ");
scanf("%f",&c);
printf("c=%f\n",c);
printf("\n");
printf("1個の花びらが土台となる芯円の周囲を占有する角度範囲 beta ( = alpha) に対する補正係数を入力. \n l= ? (ただし、0 < l )");
scanf("%f",&l);
printf("l=%f\n",l);
beta=alpha;// 基本的に1個の花びらが土台となる芯円の周囲を占有する角度を花びらの底の尖った角度に等しくする。
beta=l*beta;//1個の花びらが土台となる芯円の周囲を占有する補正された角度
tmin=-pi/2;
tmax=3*pi/2;
nf=200;
dt=(tmax-tmin)/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/20;// p の変分
// 計算実行
i=0;
for(j=1;j<=n;j++) // n個の花びらを掃引
{
m=0;
for(t=tmin;t<=tmax+dt;t=t+dt) // 1 個の花びらを通過する位相角 f の掃引
{
i++;
m++;
if(t>(3*pi/2-dt) && t<(3*pi/2+dt)) // 動径と位相の変換(開始)
{
r=0.;
z=-pi/2;
}
else
{
if(t>(-pi/2-dt) && t<(-pi/2+dt))
{
r=0.;
z=pi/2;
}
else
{
r=a*sqrt((5-3*sin(t))*(1+sin(t)));
z=asin(a*(1-sin(t))*cos(t)/r);
}
}
f=-alpha*z/pi+pi/2;
x=r*cos(f);
y=b*r*sin(f);
rr=sqrt(x*x+y*y);
if(f< pi/2)
{
ff=atan(b*tan(f));
}
else
{
if(f==pi/2)
{
ff=pi/2;
}
else
{
ff=atan(b*tan(f))+pi;
}
} // 動径と位相の変換(終了)
ff=ff+2*pi*(j-1)/n;
xx[i]=rr*cos(ff)+c*cos(2*pi*(j-1)/n+pi/2-beta/2+m*dbeta);
yy[i]=rr*sin(ff)+c*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) // 花びらの間の隙間を円弧で埋める（開始）
{
for(p=2*pi*(j-1)/n+beta/2;p< 2*pi*j/n-beta/2+dp;p=p+dp)
{
i++;
xx[i]=c*cos(p+pi/2);
yy[i]=c*sin(p+pi/2);
printf("i=%d,x=%f,y=%f\n",i,xx[i],yy[i]);
}
}
else
{
for(p=2*pi*(j-1)/n+beta/2;p>2*pi*j/n-beta/2+dp;p=p-dp)
{
i++;
xx[i]=c*cos(p+pi/2);
yy[i]=c*sin(p+pi/2);
printf("i=%d,x=%f,y=%f\n",i,xx[i],yy[i]);
}
} // 花びらの間の隙間を円弧で埋める（終了）
}
imax=i;
xx[imax+1]=xx[1];
yy[imax+1]=yy[1];
// 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（heart_b_independent_angle.txt）に書き込む
fp=fopen("flower_b_independent_angle.txt","w");
if(fp==NULL)
{
printf("FILE OPEN ERROR\n");
}
else
{
for(i=1;i<=imax+1;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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