c++画图程序 流体的实现


#include <graphics.h>

#include <math.h>

#include <time.h>

#define WIDTH  1024  // 屏幕宽

#define HEIGHT  576   // 屏幕高

#define NUM_MOVERS 600   // 小球数量

#define FRICTION 0.96f  // 摩擦力

// 定义小球结构

struct Mover

{

 COLORREF color;   // 颜色

 float  x,  y;   // 坐标

 float  vX, vY;   // 速度

};

// 定义全局变量

Mover movers[NUM_MOVERS];   // 小球数组

int  mouseX,  mouseY;   // 当前鼠标坐标

int  mouseVX, mouseVY;  // 鼠标速度

int  prevMouseX, prevMouseY;  // 上次鼠标坐标

bool isMouseDown;    // 鼠标左键是否按下

DWORD* pBuffer;     // 显存指针

// 初始化

void init()

{

 // 初始化小球数组

 for (int i = 0; i < NUM_MOVERS; i++)

 {

  movers[i].color = RGB(rand() % 256, rand() % 256, rand() % 256);

  movers[i].x   = WIDTH * 0.5;

  movers[i].y   = HEIGHT * 0.5;

  movers[i].vX  = float(cos(float(i))) * (rand() % 34);

  movers[i].vY  = float(sin(float(i))) * (rand() % 34);

 }

 

 // 初始化鼠标变量

 mouseX = prevMouseX = WIDTH / 2;

 mouseY = prevMouseY = HEIGHT / 2;

 // 设置随机种子

 srand((unsigned int)time(NULL));

 // 获取显存指针

 pBuffer = GetImageBuffer(NULL);

}

// 全屏变暗50%

void darken()

{

 for(int i = WIDTH * HEIGHT - 1; i >= 0; i--)

  if (pBuffer[i] != 0)

   pBuffer[i] = RGB(GetRValue(pBuffer[i]) >> 1, GetGValue(pBuffer[i]) >> 1, GetBValue(pBuffer[i]) >> 1);

}

// 绝对延时

void delay(DWORD ms)

{

 static DWORD oldtime = GetTickCount();

 while(GetTickCount() - oldtime < ms)

  Sleep(1);

 oldtime = GetTickCount();

}

// 绘制动画(一帧)

void run()

{

 darken(); // 全屏变暗

 mouseVX    = mouseX - prevMouseX;

 mouseVY    = mouseY - prevMouseY;

 prevMouseX = mouseX;

 prevMouseY = mouseY;

 

 float toDist   = WIDTH * 0.86f;

 float stirDist = WIDTH * 0.125f;

 float blowDist = WIDTH * 0.5f;

 

 for(int i = 0; i < NUM_MOVERS; i++)

 {

  float x  = movers[i].x;

  float y  = movers[i].y;

  float vX = movers[i].vX;

  float vY = movers[i].vY;

  

  float dX = x - mouseX;

  float dY = y - mouseY;

  float d  = (float)sqrt(dX * dX + dY * dY);

  dX = d ? dX / d : 0;

  dY = d ? dY / d : 0;

  

  if (isMouseDown && d < blowDist)

  {

   float blowAcc = (1 - (d / blowDist)) * 14;

   vX += dX * blowAcc + 0.5f - float(rand()) / RAND_MAX;

   vY += dY * blowAcc + 0.5f - float(rand()) / RAND_MAX;

  }

  

  if (d < toDist)

  {

   float toAcc = (1 - (d / toDist)) * WIDTH * 0.0014f;

   vX -= dX * toAcc;

   vY -= dY * toAcc;   

  }

  

  if (d < stirDist)

  {

   float mAcc = (1 - (d / stirDist)) * WIDTH * 0.00026f;

   vX += mouseVX * mAcc;

   vY += mouseVY * mAcc;   

  }

  

  vX *= FRICTION;

  vY *= FRICTION;

  

  float avgVX = (float)fabs(vX);

  float avgVY = (float)fabs(vY);

  float avgV  = (avgVX + avgVY) * 0.5f;

  

  if (avgVX < 0.1) vX *= float(rand()) / RAND_MAX * 3;

  if (avgVY < 0.1) vY *= float(rand()) / RAND_MAX * 3;

  

  float sc = avgV * 0.45f;

  sc = max(min(sc, 3.5f), 0.4f);

  

  float nextX = x + vX;

  float nextY = y + vY;

  

  if  (nextX > WIDTH) { nextX = WIDTH; vX *= -1; }

  else if (nextX < 0)  { nextX = 0;  vX *= -1; }

  if  (nextY > HEIGHT){ nextY = HEIGHT; vY *= -1; }

  else if (nextY < 0)  { nextY = 0;  vY *= -1; }

  

  movers[i].vX = vX;

  movers[i].vY = vY;

  movers[i].x  = nextX;

  movers[i].y  = nextY;

  

  // 画小球

  setcolor(movers[i].color);

  setfillstyle(movers[i].color);

  fillcircle(int(nextX + 0.5), int(nextY + 0.5), int(sc + 0.5));

 }

}

// 主函数

void main()

{

 // 创建绘图窗口

 initgraph(WIDTH, HEIGHT);

 // 启用批绘图模式

 BeginBatchDraw();

 // 初始化

 init();

 // 鼠标消息变量

 MOUSEMSG m;

 while(true)

 {

  // 处理鼠标消息

  while(MouseHit())

  {

   m = GetMouseMsg();

   switch(m.uMsg)

   {

    case WM_MOUSEMOVE:  mouseX = m.x; mouseY = m.y; break;

    case WM_LBUTTONDOWN: isMouseDown = true;    break;

    case WM_LBUTTONUP:  isMouseDown = false;   break;

   }

  }

  // 绘制动画

  run();

  // 显示缓存的绘制内容

  FlushBatchDraw();

  // 延时20 毫秒

  delay(20);

 }

 // 关闭

 EndBatchDraw();

 closegraph();

}