C Graphics Program For 3D Transformation
C Graphics Program For 3D Transformation
Source Code:-
1: //Program to implement 3D Transformation 2: #include<math.h>
3: #include<stdio.h>
4: #include<process.h>
5: #include<iostream.h>
6: #include<conio.h>
7: #include<graphics.h>
8: #include "grplib.h"
9: #define X 0
10: #define Y 1
11: int getx(float mat[4][1])
12: {
13: return ceil(mat[0][0]);
14: }
15: int gety(float mat[4][1])
16: {
17: return ceil(mat[1][0]);
18: }
19: int getz(float mat[4][1])
20: {
21: return ceil(mat[2][0]);
22: }
23: void create_mat_pnt(float mat[4][1],int x,int y,int z)
24: {
25: mat[0][0]=x;
26: mat[1][0]=y;
27: mat[2][0]=z;
28: mat[3][0]=1;
29: }
30: void create_mat_tran(float mat[4][4],int tx,int ty,int tz)
31: {
32: int i,j;
33: for(i=0;i<4;i++)
34: for(j=0;j<4;j++)
35: {
36: if(i==j)
37: {
38: mat[i][j]=1.0;
39: }
40: else
41: mat[i][j]=0;
42: }
43: mat[0][3]=tx;
44: mat[1][3]=ty;
45: mat[2][3]=tz;
46: }
47: void create_mat_shearx(float mat[4][4],int tx)
48: {
49: int i,j;
50: for(i=0;i<3;i++)
51: for(j=0;j<3;j++)
52: {
53: if(i==j)
54: {
55: mat[i][j]=1.0;
56: }
57: else
58: mat[i][j]=0;
59: }
60: mat[0][1]=tx;
61: }
62: void create_mat_sheary(float mat[4][4],int ty)
63: {
64: int i,j;
65: for(i=0;i<3;i++)
66: for(j=0;j<3;j++)
67: {
68: if(i==j)
69: {
70: mat[i][j]=1.0;
71: }
72: else
73: mat[i][j]=0;
74: }
75: mat[1][0]=ty;
76: }
77: void create_mat_reflectx(float mat[4][4])
78: {
79: int i,j;
80: for(i=0;i<3;i++)
81: for(j=0;j<3;j++)
82: {
83: if(i==j)
84: {
85: mat[i][j]=1.0;
86: }
87: else
88: mat[i][j]=0;
89: }
90: mat[1][1]=-1;
91: }
92: void create_mat_reflecty(float mat[4][4])
93: {
94: int i,j;
95: for(i=0;i<3;i++)
96: for(j=0;j<3;j++)
97: {
98: if(i==j)
99: {
100: mat[i][j]=1.0;
101: }
102: else
103: mat[i][j]=0;
104: }
105: mat[0][0]=-1;
106: }
107: void create_mat_rot(float mat[4][4],float angle)
108: {
109: int i,j;
110: for(i=0;i<3;i++)
111: for(j=0;j<3;j++)
112: {
113: if(i==j)
114: mat[i][j]=1;
115: else
116: mat[i][j]=0;
117: }
118: mat[0][0]=cos(angle);
119: mat[1][0]=sin(angle);
120: mat[0][1]=-sin(angle);
121: mat[1][1]=cos(angle);
122: }
123: void create_mat_scale(float mat[4][4],float sx,float sy)
124: {
125: int i,j;
126: for(i=0;i<3;i++)
127: for(j=0;j<3;j++)
128: {
129: if(i==j)
130: mat[i][j]=1;
131: else
132: mat[i][j]=0;
133: }
134: mat[0][0]=sx;
135: mat[1][1]=sy;
136: }
137: void display(float mat[4][4])
138: {
139: int i,j;
140: printf("\n");
141: for(i=0;i<4;i++)
142: {for(j=0;j<4;j++)
143: printf("\t%f",mat[i][j]);
144: printf("\n");
145: }
146: }
147: void display(float mat[4][1])
148: {
149: int i,j;
150: printf("\n");
151: for(i=0;i<3;i++)
152: {for(j=0;j<1;j++)
153: printf("\t%f",mat[i][j]);
154: printf("\n");
155: }
156: }
157: void add(int mat1[4][4],int mat2[4][4],int res[4][4])
158: {
159: int i,j;
160: for(i=0;i<4;i++)
161: {for(j=0;j<4;j++)
162: res[i][j]=mat1[i][j]+mat2[i][j];
163: }
164: }
165: void mul(float mat1[4][1],float mat2[4][4],float res[4][1])
166: {
167: int i,j,k;
168: for(i=0;i<4;i++)
169: for(j=0;j<1;j++)
170: {
171: res[i][j]=0;
172: for(k=0;k<4;k++)
173: res[i][j]+=mat2[i][k]*mat1[k][j];
174: }
175: }
176: void translate(int poly[],int n ,int tx,int ty,int tz=0)
177: {
178: float t_mat[4][4];
179: float mat1[4][1];
180: float res[4][1];
181: for(int i=0;i<n*3;i+=3)
182: {
183: create_mat_pnt(mat1,poly[i],poly[i+1],poly[i+2]);
184: create_mat_tran(t_mat,tx,ty,tz);
185: mul(mat1,t_mat,res);
186: poly[i]=getx(res);
187: poly[i+1]=gety(res);
188: poly[i+2]=getz(res);
189: }
190: }
191: void shearx(int poly[],int n ,int tx)
192: {
193: float t_mat[4][4];
194: float mat1[4][1];
195: float res[4][1];
196: for(int i=0;i<n*2;i+=2)
197: {
198: create_mat_shearx(t_mat,tx);
199: mul(mat1,t_mat,res);
200: poly[i]=getx(res);
201: poly[i+1]=gety(res);
202: }
203: }
204: void sheary(int poly[],int n ,int tx)
205: {
206: float t_mat[4][4];
207: float mat1[4][1];
208: float res[4][1];
209: for(int i=0;i<n*2;i+=2)
210: {
211: create_mat_sheary(t_mat,tx);
212: mul(mat1,t_mat,res);
213: poly[i]=getx(res);
214: poly[i+1]=gety(res);
215: }
216: }
217: void reflectx(int poly[],int n )
218: {
219: float t_mat[4][4];
220: float mat1[4][1];
221: float res[4][1];
222: for(int i=0;i<n*2;i+=2)
223: {
224: create_mat_reflectx(t_mat);
225: mul(mat1,t_mat,res);
226: poly[i]=getx(res);
227: poly[i+1]=gety(res);
228: }
229: }
230: void reflecty(int poly[],int n )
231: {
232: float t_mat[4][4];
233: float mat1[4][1];
234: float res[4][1];
235: for(int i=0;i<n*2;i+=2)
236: {
237: create_mat_reflecty(t_mat);
238: mul(mat1,t_mat,res);
239: poly[i]=getx(res);
240: poly[i+1]=gety(res);
241: }
242: }
243: void scale(int poly[],int n ,float sx,float sy)
244: {
245: float r_mat[4][4];
246: float mat1[4][1];
247: float res[4][1];
248: for(int i=0;i<n*2;i+=2)
249: {
250: create_mat_scale(r_mat,sx,sy);
251: mul(mat1,r_mat,res);
252: poly[i]=getx(res);
253: poly[i+1]=gety(res);
254: }
255: }
256: void rotate(int poly[],int n ,float angle)
257: {
258: float r_mat[4][4];
259: float mat1[4][1];
260: float res[4][1];
261: for(int i=0;i<n*2;i+=2)
262: {
263: create_mat_rot(r_mat,angle*.0174);
264: mul(mat1,r_mat,res);
265: poly[i]=getx(res);
266: poly[i+1]=gety(res);
267: }
268: }
269: int vert[100],vert2[100];
270: int n,i,x,y;
271: void term(int &x,int &y,int z)
272: {
273: float c=1000;
274: float z1=c-z;
275: x=(x*c)/z1;
276: y=(y*c)/z1;
277: }
278: tpoly(int sides,int vert[],int c=15)
279: {
280: int i=0;
281: int max=(sides*3)-1;
282: setcolor(10);
283: for(i=0;i<n*3;i+=3)
284: {
285: term(vert[i],vert[i+1],vert[i+2]);
286: }
287: bshmLine(*vert,*(vert+1),*(vert+max-2),*(vert+max-1),c);
288: for(i=0;i<max-2;i+=3)
289: {
290: setcolor(10);
291: bshmLine(*(vert+i),*(vert+1+i),*(vert+3+i),*(vert+4+i),c);
292: }
293: }
294: draw_3d()
295: {
296: hidemouse();
297: tpoly(n,vert);
298: for(int i=0;i<n*3;i+=3)
299: {
300: vert2[i]=vert[i];
301: vert2[i+1]=vert[i+1];
302: vert2[i+2]=vert[i+2]+300;
303: }
304: tpoly(n,vert2,10);
305: for(i=0;i<n*3;i+=3)
306: {
307: bshmLine(*(vert+i),*(vert+1+i),*(vert2+i),*(vert2+1+i));
308: }
309: showmouse();
310: }
311: scale_to(float f)
312: {
313: for(i=0;i<n*3;i+=3)
314: {
315: vert[i]=vert[i]*f;
316: vert[i+1]=vert[i+1]*f;
317: }
318: }
319: rotate_with_z(float an)
320: {
321: an*=.0174;
322: for(i=0;i<n*3;i+=3)
323: {
324: gotoxy(1,1);
325: vert[i]=(vert[i]*cos(an))-(vert[i+1]*sin(an));
326: vert[i+1]=(vert[i]*sin(an))+(vert[i+1]*cos(an));
327: vert2[i]=(vert2[i]*cos(an))-(vert2[i+1]*sin(an));
328: vert2[i+1]=(vert2[i]*sin(an))+(vert2[i+1]*cos(an));
329: }
330: }
331: rotate_with_x(float an)
332: {
333: an*=.0174;
334: for(i=0;i<n*3;i+=3)
335: {
336: vert[i+1]=(vert[i+1]*cos(an))-(vert[i+2]*sin(an));
337: vert[i+2]=(vert[i+1]*sin(an))+(vert[i+2]*cos(an));
338: vert2[i+1]=(vert2[i+1]*cos(an))-(vert2[i+2]*sin(an));
339: vert2[i+2]=(vert2[i+1]*sin(an))+(vert2[i+2]*cos(an));
340: }
341: }
342: rotate_with_y(float an)
343: {
344: an*=.0174;
345: for(i=0;i<n*3;i+=3)
346: {
347: vert[i+2]=(vert[i+2]*cos(an))-(vert[i]*sin(an));
348: vert[i]=(vert[i+2]*sin(an))+(vert[i]*cos(an));
349: vert2[i+2]=(vert2[i+2]*cos(an))-(vert2[i]*sin(an));
350: vert2[i]=(vert2[i+2]*sin(an))+(vert2[i]*cos(an));
351: }
352: }
353: move_to(int x,int y,int z=0)
354: {
355: for(i=0;i<n*3;i+=3)
356: {
357: vert[i]=vert[i]+x;
358: vert2[i]=vert2[i]+x;
359: vert[i+1]=vert[i+1]+y;
360: vert2[i+1]=vert2[i+1]+y;
361: vert[i+2]=vert[i+2]+z;
362: vert2[i+2]=vert2[i+2]+z;
363: }
364: }
365: void main()
366: {
367: int x1=300,y1=100,x2=400,y2=200,x3=400,y3=150;
368: int gd=DETECT,gm;
369: int c2;
370: float mat1[4][1],mat2[4][1],mat3[4][1];
371: float new_pnt1[4][1],new_pnt2[4][1],new_pnt3[4][1];
372: float dnew_pnt1[4][1],dnew_pnt2[4][1];
373: float t_mat[4][4];
374: initgraph(&gd,&gm,"");
375: printf("Enter the no. of vertices .. ? ");
376: scanf("%d",&n);
377: printf(" Select the vertices >>");
378: initmouse();
379: showmouse();
380: int z=1;
381: for(i=0;i<n*3;i+=3)
382: {
383: getposOnClick(&x,&y);
384: hidemouse();
385: putpixel(x,y,10);
386: showmouse();
387: vert[i]=x;
388: vert[i+1]=y;
389: vert[i+2]=z;
390: }
391: draw_3d();
392: int c;
393: hidemouse();
394: while(( c=getch())!=27)
395: {
396: setfillstyle(1,0);
397: bar(0,0,640,480);
398: if(c == '6')
399: {
400: move_to(1,0,0);
401: draw_3d();
402: }
403: if(c == '4')
404: {
405: move_to(-1,0,0);
406: draw_3d();
407: }
408: if(c == '8')
409: {
410: move_to(0,-1,0);
411: draw_3d();
412: }
413: if(c == '2')
414: {
415: move_to(0,1,0);
416: draw_3d();
417: }
418: if(c == '3')
419: {
420: rotate_with_z(1);
421: draw_3d();
422: }
423: if(c == '1')
424: {
425: rotate_with_z(-1);
426: draw_3d();
427: }
428: if(c == '9')
429: {
430: rotate_with_y(1);
431: draw_3d();
432: }
433: if(c == '7')
434: {
435: rotate_with_y(-1);
436: draw_3d();
437: }
438: if(c == '0')
439: {
440: rotate_with_x(-1);
441: draw_3d();
442: }
443: if(c == '.')
444: {
445: rotate_with_x(1);
446: draw_3d();
447: }
448: if(c == '+')
449: {
450: scale_to(1.01);
451: draw_3d();
452: }
453: if(c == '-')
454: {
455: scale_to(.99);
456: draw_3d();
457: }
458: }
459: }
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