用C++画出一片樱花林(来源于我的一篇大作业)

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樱花林

2.选题分析

樱花树的生成和生长：
- 树木结构模拟：使用递归或L系统（Lindenmayer系统）等算法来模拟树木的生长过程。L系统是一种递归的字符串替换系统，用于模拟植物的生长规律。
- 树干和分支的生成：确定树木的分支模式、生长方向、长度和角度。可以考虑增加一些随机性，以增强树木的真实感。
- 生长动画：实现生长过程中树木结构的动态变化，从树冠到树干逐渐生成，并考虑模拟枝条的扭曲和变化。
樱花花朵的绘制和绽放：
- 花朵的外观：设计花朵的形状、颜色和纹理。樱花的花瓣一般为淡粉色或白色，可以考虑使用贴图或基本形状来实现。
- 绽放过程：通过逐渐改变花朵的大小、颜色和透明度来模拟花朵的绽放。可以结合缓慢的动画效果和渐变来实现。
场景的绘制和渲染：
- 地面和背景：绘制樱花林的背景、草地或其他植被，并考虑增加自然元素如小溪或其他树木。
- 光照和阴影效果：考虑使用基本的光照模型和阴影算法增强场景的真实感。
性能优化和扩展：
- 数据结构优化：选择合适的数据结构来表示树木、花朵和场景，以提高渲染效率。
- 多线程或并行处理：考虑使用多线程技术来加速生成和渲染复杂的樱花林场景。
美学和细节：
- 动画和渐变效果：利用平滑的动画和过渡效果增强樱花林的视觉吸引力。
- 音效和氛围：考虑添加背景音乐或环境音效，增强用户体验。

2.思路流程

1. 明确生成樱花树的原理

#define PI 3.1415926
#define WIDTH 1000
#define HEIGHT 600

float offsetAngle = PI / 6;
float shorn = 1;：枝干的偏移角度，枝干的缩短速率。

isShowAnimation 是控制是否显示动画，1则为显示樱花生成动画

void branch(float x_start, float y_start, float length, float angle, float thickness, int generation) {
       
    float x_end, y_end; // 存储枝干结束坐标
    x_end = x_start + length * cos(angle); // 根据角度计算结束坐标x
    y_end = y_start + length * sin(angle); // 根据角度计算结束坐标y

    setlinestyle(PS_SOLID, thickness);      // 设定当前枝干线宽
    COLORREF color = HSVtoRGB(15, 0.75, 0.4 + generation * 0.05); // 枝干颜色  参数分别对应于色相（Hue）、饱和度（Saturation）和值（Value）。
    setlinecolor(color); // 设置枝干颜色

    line(x_start, y_start, x_end, y_end); // 绘制枝干

    int childGeneration = generation + 1;   // 子枝干的代数
    float childLength = shortenRate * length; // 子枝干的长度逐渐变短
    float leftChildLength = childLength * randBetween(0.9, 1.1);  // 为子枝干长度引入随机性
    float rightChildLength = childLength * randBetween(0.9, 1.1);
    float centerChildLength = childLength * randBetween(0.8, 1.1);

函数参数
- x_start：表示分支的起始 x 坐标。
- y_start：表示分支的起始 y 坐标。
- length：表示分支的长度。
- angle：指定分支延伸的角度或方向。
- thickness：表示树枝的粗细或宽度。
- generation：指示递归结构中分支的生成或级别。此参数可用于控制分支行为或递归终止。
setlinestyle是图形库或框架中常见的一种函数或方法，它允许开发人员设置绘制线条的样式。但是，此函数/方法的确切用法和实现可能因所使用的特定编程语言或图形库而异。
PS_SOLID是一个值，可用于在 Windows 环境中绘图时指定笔或线条的样式。具体来说，它表示坚实的笔风格。在 WinAPI 的 GDI（图形设备接口）的上下文中使用时，它表示一种笔样式，该样式绘制实线，没有任何特殊图案或短划线。
COLORREF是 Windows 编程中使用的数据类型，它代表“颜色参考”。
HSVtoRGB(15, 0.75, 0.4 + generation * 0.05)从 HSV（色相、饱和度、值）颜色空间到 RGB（红、绿、蓝）颜色空间的转换。此转换可能会根据特定的 HSV 参数生成 RGB 颜色,根据其值按百分比（）递增亮度来调整亮度（值分量）
line(x_start, y_start, x_end, y_end);常规的Easyx库中生成线条函数

randBetween是一个生成随机数函数，来随机确定子代树干长度

float randBetween(float min, float max)
{
         
    float t = rand() / double(RAND_MAX);      // 生成[0, 1]的随机小数
    float r = mapValue(t, 0, 1, min, max);    // 利用mapValue函数映射随机数到[min, max]
    return r;
}

float mapValue(float input, float inputMin, float inputMax, float outputMin, float outputMax)
{
         
    float output;
    if (fabs(input - inputMin) < 0.000001)   // 防止除0
    {
         
        output = outputMin;
    }
    else
    {
         
        output = (input - inputMin) * (outputMax - outputMin) / (inputMax - inputMin) + outputMin; // 映射函数
    }
    return output;
}

mapValue函数用于将值从一个范围映射或缩放到另一个范围的函数。此函数接受输入值并将其从输入范围（到）缩放到输出范围（到 )
- 参数细分
  - input：从输入范围映射到输出范围的值。
  - inputMin：输入范围的最小值。
  - inputMax：输入范围的最大值。
  - outputMin：输出范围的最小值。
  - outputMax：输出范围的最大值。
- 该函数使用线性插值将输入值从输入范围映射到输出范围，并通过在执行计算之前检查输入是否非常接近来防止除以零。
- 完成映射的分步说明：
  - 如果和之间的绝对差极小（小于），则函数设置为以防止在计算输出时可能除以零误差。input``inputMin``0.000001``output``outputMin
  - 否则，它应用线性插值，使用以下公式将输入值从输入范围（ to ）映射到输出范围（ to ）：inputMin``inputMax``outputMin``outputMax
  - 输出=(inputMax−inputMin输入−输入最小值 )×(输出最大−输出最小值)+输出最小值该公式计算输入范围内的比例值，并将其映射到输出范围内的相应值。input
  - 此函数的目的是将值从一个范围重新缩放或映射到另一个范围，确保输入值在定义的范围内，并按比例将其映射到新的值范围。

    if (childLength >= 2 && childGeneration <= 9)               // 当子枝干长度大于2，且代数小于等于9，绘制子枝干
    {
         
        float childThickness = thickness * 0.8;                 // 枝干逐渐变细
        if (childThickness < 2)
        {
         
            childThickness = 2;
        }

        if (randBetween(0, 1) < 0.95)
        {
         
            branch(x_end, y_end, leftChildLength, angle + offsetAngle * randBetween(0.5, 1), childThickness, childGeneration); // 递归绘制左侧子枝干
        }
        if (randBetween(0, 1) < 0.95)
        {
         
            branch(x_end, y_end, childLength, angle - offsetAngle * randBetween(0.5, 1), childThickness, childGeneration); // 递归绘制右侧子枝干
        }
        if (randBetween(0, 1) < 0.85)
        {
         
            branch(x_end, y_end, centerChildLength, angle + offsetAngle / 5 * randBetween(-1, 1), childThickness, childGeneration); // 递归绘制中间子枝干
        }
    }
    else
    {
         
        setlinestyle(PS_SOLID, 1); // 恢复默认线型
        COLORREF color = HSVtoRGB(randBetween(300, 350), randBetween(0.2, 0.3), 1); // 生成花朵颜色
        setlinecolor(color); // 设置花朵颜色
        setfillcolor(color); // 设置花朵填充颜色
        if (childLength <= 4)
        {
         
            fillcircle(x_end, y_end, 2); // 根据长度绘制小花朵
        }
        else
        {
         
            fillcircle(x_end, y_end, childLength / 2); // 根据长度绘制大花朵

用C++画出一片樱花林(来源于我的一篇大作业)

樱花林

2.选题分析

2.思路流程

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