Как найти начальные / конечные вершины ветвей дерева L-систем? (P5. js) - PullRequest
2 голосов
/ 17 апреля 2020

Я пытаюсь получить координаты x, y конечных точек ветвления в простом дереве L-систем. Идея состоит в том, чтобы создать p5.Vector(x, y) и pu sh в массив.

Прямо сейчас я могу рисовать эллипсы, отмечающие нужные точки, установив их начало (0, -len), но у меня проблема. Когда я пытаюсь вывести * sh (0, -len) как new p5.Vector(x, y) массива, каждая точка имеет координату х 0, хотя и с правильной координатой у.

Я знаю, что это как-то связано с переводом координаты обратно (ширина / 2, высота), но я просто не могу понять правильный расчет. Я даже попробовал tan(angle) * (y1 - y2), но это не совсем правильно. ТИА!

var axiom = 'F';
var sentence = axiom;
var len = 300;

var count = 0;
var flowerArr = [];

var rules = [];
rules[0] = {
    a: 'F',
    b: 'G[+F][-F]GF'
};

rules[1] = {
    a: 'G',
    b: 'GG'
};


function setup() {
    createCanvas(window.innerWidth, window.innerHeight);
    stroke(10);
    smooth();
    turtle();
}


function turtle() {
    background(255);
    strokeWeight(1);
    angle = radians(Math.random() * (25 - 15) + 15);
    resetMatrix();
    translate(width / 2, height);

    for (var i = 0; i < sentence.length; i++) {
        var current = sentence.charAt(i);
        var randomSeed = 2;
        if (current == 'F' || current == 'G') {
            ellipse(0, -len, 5);
            line(0, 0, 0, -len);
            translate(0, -len);
        } else if (current == '+') {
            let positiveRotation = angle * Math.random() * randomSeed;
            rotate(positiveRotation);
        } else if (current == '-') {
            let negativeRotation = -angle * Math.random() * randomSeed;
            rotate(negativeRotation);
        } else if (current == '[') {
            push();
        } else if (current == ']') {
            pop();
            count++;
        }
    }
    if (i >= sentence.length) {
        finished = true;
        console.log("done", count);
    }
}

function generateStems(iterations) {
    for (i = iterations - 1; i > 0 ; i--) {
        branch();
    }
}

function branch() {
    len *= Math.random() * (.52 - .45) + .45;
    var nextSentence = '';
    for (var i = 0; i < sentence.length; i++) {
        var current = sentence.charAt(i);
        var found = false;
        for (var j = 0; j < rules.length; j++) {
            if (current == rules[j].a) {
                found = true;
                nextSentence += rules[j].b;
                break;
            }
        }
        if (!found) {
            nextSentence += current;
        }
    }
    sentence = nextSentence;
    turtle();
}

function draw() {
    generateStems(4);
    noLoop();
}

Tree with branch end points marked with ellipses

1 Ответ

3 голосов
/ 18 апреля 2020

Насколько я знаю, на данный момент p5. js поддержка vector / matrix операций и преобразования координатного пространства еще не совсем там.

Теоретически вы можете вручную отслеживать каждое преобразование (переводить / вращать) и вручную вычислять его, чтобы получить преобразованные позиции, однако, на практике это может быть подвержено ошибкам и обременительно.

При обработке вы может использовать метод PMatrix mult(PVector) для преобразования точки из одной системы координат в другую, но не в p5. js на данный момент. Такие функции, как screenX() / screenY() упрощают это еще больше.

Вот базовый пример c (обратите внимание на использование P3D):

PVector v1 = new PVector();
float len = 100;

void setup(){
  size(300,300,P3D);
  noFill();
  strokeWeight(3);
}

void draw(){
  background(255);
  // isolate coordinate system
  pushMatrix();
  // apply a set of transformations
  translate(width / 2, height);
  translate(0,-len);
  rotate(radians(45));
  // draw a blue rectangle from the corner to illustrate this transformed position
  stroke(0,0,192);
  rect(0,0,30,30);
  // further transform
  translate(90,0);
  // draw a rect rectangle
  stroke(192,0,0);
  rect(0,0,30,30);
  // use screenX/screenY to calculate the transformed coordinates
  v1.set(screenX(0,0,0),screenY(0,0,0)); 
  popMatrix();

  // simply draw a (green) circle on top at the same transformed coordinates, without being in that local coordinate system 
  stroke(0,192,0);
  ellipse(v1.x, v1.y, 30, 30);
}

В настоящее время, по практическим соображениям, если вычисление преобразованных местоположений является обязательным, я бы рекомендовал перенести ваш код в Обработка.

Обновление На основе ваших комментарий: проще использовать L-систему, чтобы ввести новое правило для цветка.

Допустим, * представляет цветок, вы можете изменить свое правило, включив его, например, в качестве последней инструкции: b: 'G[+F][-F]GF' становится b: 'G[+F][-F]GF*'

, тогда это просто вопрос обработки этого символа при прохождении текущего предложения:

var axiom = 'F';
var sentence = axiom;
var len = 300;

var count = 0;
var flowerArr = [];

var rules = [];
rules[0] = {
    a: 'F',
    b: 'G[+F][-F]GF*'
};

rules[1] = {
    a: 'G',
    b: 'GG'
};


function setup() {
    createCanvas(630, 630);
    stroke(10);
    noFill();
    smooth();
    turtle();
}


function turtle() {
    background(255);
    strokeWeight(1);
    angle = radians(Math.random() * (25 - 15) + 15);
    resetMatrix();
    translate(width / 2, height);
    for (var i = 0; i < sentence.length; i++) {
        var current = sentence.charAt(i);
        var randomSeed = 2;
        if (current == 'F' || current == 'G') {
            ellipse(0, -len, 5);
            line(0, 0, 0, -len);
            translate(0, -len);
        // flower rule
        } else if (current == '*') {
            flower(6,len * 0.618033);
        } else if (current == '+') {
            let positiveRotation = angle * Math.random() * randomSeed;
            rotate(positiveRotation);
        } else if (current == '-') {
            let negativeRotation = -angle * Math.random() * randomSeed;
            rotate(negativeRotation);
        } else if (current == '[') {
            push();
        } else if (current == ']') {
            pop();
            count++;
        }
    }
    if (i >= sentence.length) {
        finished = true;
        // console.log("done", count);
    }
}

function flower(sides, sideLength){
  beginShape();
  let angleIncrement = TWO_PI / sides;
  for(let i = 0 ; i <= sides; i++){
    vertex(cos(angleIncrement * i) * sideLength,
           sin(angleIncrement * i) * sideLength);
  }
  endShape();
}

function generateStems(iterations) {
    for (i = iterations - 1; i > 0 ; i--) {
        branch();
    }
}

function branch() {
    len *= Math.random() * (.52 - .45) + .45;
    var nextSentence = '';
    for (var i = 0; i < sentence.length; i++) {
        var current = sentence.charAt(i);
        var found = false;
        for (var j = 0; j < rules.length; j++) {
          
            if (current == rules[j].a) {
              
                found = true;
                nextSentence += rules[j].b;
                break;
            }
        }
        if (!found) {
            nextSentence += current;
        }
    }
    sentence = nextSentence;
    turtle();
}

function draw() {
    generateStems(5);
    noLoop();
}
<script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/p5.js/1.0.0/p5.min.js"></script>

l-system tree with flower

В качестве дальнейших исследований приведем пару забавных JS реализаций L-системы играть с:

...