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PureBasic Discussion :

Courbes de bézier & sprites 3D


Sujet :

PureBasic

  1. #1
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    Par défaut Courbes de bézier & sprites 3D
    Voici un petit post montrant comment déformé une serie de sprites donnant l'illusion d'une courbe :




    Cette technique n'est ni plus ni moins que l'application de la courbe de bezier, mais qu'est ce que la courbe de bezier ?

    Extrait de l'article :
    http://communaute.mangue.org/e107_pl...id=cours3.html
    On la doit à l'ingénieur français, Pierre Bézier, qui travaillait chez Renault dans les années 60. Il se pencha sur les problèmes liés à la conception des surfaces en 3D pour les premiers programmes de CAO (conception assistée par ordinateur). Le système UNISURF issu de ses recherches permettra à Renault de dessiner et découper la carrosserie de la plupart des automobiles de la firme.

    L'enjeu était de trouver un moyen pour définir des courbes de manière précise afin que les machines puissent procéder aux découpes. Il fallait donc trouver un système de paramètres défini de manière rigoureuse et le plus simple possible. Les dessins complexes (carrosseries, coques, fuselages...) étaient jusque alors fait à main levée par les designers et aucune machine ne pouvait récupérer facilement l'information depuis un dessin. Les machines les plus avancées utilisaient des ellipses pour calculer les zones à découper. Les courbes d'interpolation connues en ce temps n'étaient pas adaptées pour ce travail car elles n'offraient pas un contrôle suffisant sur la forme des arcs et la géométrie finale des objets, il fallait aussi attendre que la technologie des machines-robots évolue en parallèle avec l'électronique. Paul de Casteljau, qui travaillait lui chez Citroen, avait défini dès 1958 des méthodes pour créer des surfaces en 3D mais son approche était moins pratique que celle de Bézier. Les travaux de Casteljau permirent à Bézier d'améliorer le concept grâce à l'ajout des "poignées de contrôle" et cette nouvelle famille de courbes remporta un vif succès dans l'industrie. Par la suite, un groupe de recherche d'Apple (ces personnes créeront plus tard Adobe) récupéra cette invention pour définir les premières polices vectorielles, les imprimantes fonctionnant un peu comme les machines de Renault.

    De manière plus précise, la courbe de Bézier (cubique, c'est la plus courante) est une courbe d'interpolation qui nécessite 4 points pour définir un arc. Le premier point et le dernier sont des noeuds, la courbe passe par ces points. Les deux autres points sont des points de contrôle, ils permettent de définir la forme de la courbe, celle-ci ne passe pas par ces points de contrôle (sauf pour les cas spéciaux avec des noeuds alignés). Les points de contrôle correspondent aux "poignées" des programmes de dessin vectoriel.
    En gros il nous faut 4 points :

    - 2 pour l'extrémité du segment
    - 2 pour les points de controle

    se qui nous donne :




    Les point de controles vont servir a donner la forme à la courbe finale, on obtient cette courbe en subdivisant les segments , plus on divise, plus la coube sera "lisse" :





    On obtient se resultat avec une fonction récursive ( qui s'appelle elle même n fois)

    jusqu'a obtenir un tel resultat :




    je ne vais pas expliqué en détails la fonction, au moins vous aurez compris le concept d'une courbe de bezier.

    Maintenant pour la déformation de sprites, c'est très simple,
    Comme je connais chaque subdivision ( qui sont aussi des simples segment ) je peut facilement obtenir les point qui formeront des perpendiculaire à ces segment :



    Je n'ai plus qu'a stocké les coordonées des perpendiculaires puis à transformé mon sprite en fonction de ces perpendiculaires.

    Voici un bout de code pour terminé mon petit article :

    C'est une adaptation d'un code en C :
    http://fr.wikipedia.org/wiki/Courbe_de_B%C3%A9zier_en_C

    Comtois avait déjà fait la conversion en PureBasic :
    http://www.purebasic.fr/french/viewt...t=6242&start=0



    Code : Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part
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    InitSprite() : InitKeyboard() : InitMouse() : InitSprite3D()
    OpenWindow(0,0,0,800,600,"SPRITE TORSION")
    OpenWindowedScreen(WindowID(0),0,0,800,600,1,0,0)
     
     
    Structure POINTF
    x.f
    y.f
    EndStructure
     
    Structure BEZIER
    P.POINTF[4]
    EndStructure
     
    Structure Perpendiculaires
    P1.POINTF
    P2.POINTF
    EndStructure
     
    Global NewList Droites.Perpendiculaires()
     
     
    Global SubDivide
    Procedure CountSubDivide(*b.BEZIER,level)
    SubDivide+1
    If level<=0
    Else
      CountSubDivide(*b,level-1)
      CountSubDivide(*b,level-1)
    EndIf
    EndProcedure
     
     
    Declare DrawBezier(Global_Bezier,level)
    MyBezier.BEZIER
     
     
    MyBezier\P[0]\x = 100
    MyBezier\P[0]\y = 500
     
    MyBezier\P[1]\x = 100
    MyBezier\P[1]\y = 100
     
    MyBezier\P[3]\x = 700
    MyBezier\P[3]\y = 500
    ; 
    MyBezier\P[2]\x = 700
    MyBezier\P[2]\y = 100
     
     
     
    ;Sprite Procedural
    CreateSprite(0,256,256,#PB_Sprite_Texture)
    StartDrawing(SpriteOutput(0))
    For y = -128 To 128
    Line(0,y+128,256,1,RGB(64,128+y,255))
    Next
    StopDrawing()
     
    CreateSprite3D(0,0)
     
     
     
     
     
     
    LOD=5
     
     
     
     
    Repeat
    ExamineKeyboard() : ClearScreen(RGB(0,0,0))
    ExamineMouse()
     
    event = WindowEvent()
     
     
             Start3D()
             Sprite3DQuality(1)
     
            ForEach Droites()
     
                If NextElement(Droites())<>0
                Nx_a.f=Droites()\P1\x
                Ny_a.f=Droites()\P1\y
                Nx_b.f=Droites()\P2\x
                Ny_b.f=Droites()\P2\y
                PreviousElement(Droites())
                EndIf     
     
                If PreviousElement(Droites())<>0
                Px_a.f=Droites()\P1\x
                Py_a.f=Droites()\P1\y
                Px_b.f=Droites()\P2\x
                Py_b.f=Droites()\P2\y
                NextElement(Droites())
                EndIf     
     
     
     
     
           Sprite3DBlendingMode(7,2)
           TransformSprite3D(0,Nx_a,Ny_a,Droites()\P1\x,Droites()\P1\y,Droites()\P2\x,Droites()\P2\y,Nx_b,Ny_b)
           DisplaySprite3D(0,0,0)
            ;LineXY(Nx_a,Ny_a,Droites()\P1\x,Droites()\P1\y,RGB(0,255,0))
            ;LineXY(Nx_b,Ny_b,Droites()\P2\x,Droites()\P2\y,RGB(0,255,0))
            ;LineXY(Droites()\P1\x,Droites()\P1\y,Droites()\P2\x,Droites()\P2\y,RGB(0,255,0))
     
     
              Next 
     
           ClearList(Droites())
          Stop3D()
     
     
     
     
    StartDrawing(ScreenOutput())
     
        Mx = MouseX()
        My = MouseY()  
     
        Circle(Mx,My,4,RGB(0,0,255))
     
        If t<ElapsedMilliseconds()
        t=ElapsedMilliseconds()+500
        ;LOD=(LOD+1)%8
    EndIf
     
     
       DrawBezier(MyBezier,LOD)
     
     
     
        SubDivide=0
          For i = 0 To 3
          If Mx<MyBezier\P[i]\x+4 And Mx>MyBezier\P[i]\x-4 And My<MyBezier\P[i]\y+4 And My>MyBezier\P[i]\y-4
          Circle(MyBezier\P[i]\x,MyBezier\P[i]\y,8,RGB(0,255,0))
          CTRL = i
          Else
          Circle(MyBezier\P[i]\x,MyBezier\P[i]\y,2,RGB(0,255,0))
          EndIf 
        Next 
     
     
        If CTRL <> -1
          If MouseButton(1)
            MyBezier\P[CTRL]\x = Mx 
            MyBezier\P[CTRL]\y = My
            Else
            CTRL = -1
          EndIf
     
        EndIf
    StopDrawing()
     
     
     
    FlipBuffers()
     
    Until KeyboardPushed(#PB_Key_Escape) Or event = #PB_Event_CloseWindow
     
    Procedure DrawBezierBase(*b.BEZIER,color)
      LineXY(*b\P[0]\x,*b\P[0]\y,*b\P[1]\x,*b\P[1]\y,color)
      LineXY(*b\P[1]\x,*b\P[1]\y,*b\P[2]\x,*b\P[2]\y,color/4)
      LineXY(*b\P[2]\x,*b\P[2]\y,*b\P[3]\x,*b\P[3]\y,color)
    EndProcedure
     
    Procedure Distance(x1,y1,x2,y2)
    Protected Result.f
    Result = Sqr(  (x1-x2)*(x1-x2) + (y1-y2)*(y1-y2)  )
    ProcedureReturn Result
    EndProcedure
     
    Procedure.f GetAngle(xb,yb,Xa,Ya) 
     
     
       ;calcul de l'angle en radian 
     
       ar.f=ATan((Ya-yb)/(Xa-xb)) 
     
       ;conversion en degres (je suis pas un crac des radians, je préfère bosser avec les degrés) 
       ad=ar*360/2/3.1415 
     
     
       ;ajout de la partie de l'angle suivant la position des points car Atang ne renvoie qu'un angle de -90 à 90 
       If Xa<xb And Ya<yb : ad=180+ad :EndIf ; cas haut gauche 
       If Xa>xb And Ya<yb : ad=360+ad :EndIf ;cas haut droite 
       If Xa<xb And Ya>yb : ad=180+ad :EndIf ; cas bas gauche 
       If Xa>xb And Ya>yb :           :EndIf ; cas bas droite 
     
       ; reconversion en radian si tu en as besoins 
       ;ar=ad*2*3.1415/360 
     
      ProcedureReturn ad+ar
    EndProcedure 
     
     
     
    Procedure DrawBezierRecursive (*b.BEZIER ,level.l) 
     
    Static OldX.f,OldY.f,i.l,Pca.l,Pcb.l,h.f
     
      ; Change la hauteur des perpendiculaires
      h=20+10*Cos(ElapsedMilliseconds()/2000)
     
     
     
             If (level <= 0) 
              LineXY((*b\P[0]\x + 0.5),(*b\P[0]\y + 0.5),(*b\P[3]\x + 0.5),(*b\P[3]\y + 0.5),RGB(Random(255),Random(255),Random(255)))
              Ang = GetAngle((*b\P[0]\x + 0.5),(*b\P[0]\y + 0.5),(*b\P[3]\x + 0.5),(*b\P[3]\y + 0.5))
              Dist.f = Distance((*b\P[0]\x + 0.5),(*b\P[0]\y + 0.5),(*b\P[3]\x + 0.5),(*b\P[3]\y + 0.5))/2
     
              M.POINTF
              UP.POINTF
              DW.POINTF
              ;Calcule des perpendiculaires
              M\x = *b\P[0]\x + Dist * Cos(Ang*#PI/180)
              M\y = *b\P[0]\y + Dist * Sin(Ang*#PI/180)
     
              UP\x = M\x + h * Cos((Ang+90)*#PI/180)
              UP\y = M\y + h * Sin((Ang+90)*#PI/180)
     
              DW\x = M\x - h * Cos((Ang+90)*#PI/180)
              DW\y = M\y - h * Sin((Ang+90)*#PI/180)
     
              AddElement(Droites())
              Droites()\P1\x=UP\x
              Droites()\P1\y=UP\y
              Droites()\P2\x=DW\x
              Droites()\P2\y=DW\y
     
             ;Dessin des Perpendiculaire
             LineXY(UP\x ,UP\y,DW\x,DW\y,255)
     
              Else 
                      left.BEZIER 
                      right.BEZIER
     
                     left\P[0]\x = *b\P[0]\x
                     left\P[0]\y = *b\P[0]\y
                     left\P[1]\x = (*b\P[0]\x + *b\P[1]\x) / 2
                     left\P[1]\y = (*b\P[0]\y + *b\P[1]\y) / 2
                     left\P[2]\x = (*b\P[0]\x + 2**b\P[1]\x + *b\P[2]\x) / 4
                     left\P[2]\y = (*b\P[0]\y + 2**b\P[1]\y + *b\P[2]\y) / 4
                     left\P[3]\x = (*b\P[0]\x + 3**b\P[1]\x + 3**b\P[2]\x + *b\P[3]\x) / 8
                     left\P[3]\y = (*b\P[0]\y + 3**b\P[1]\y + 3**b\P[2]\y + *b\P[3]\y) / 8
     
      ;               DrawBezierBase(left,RGB(0,255,0))
                     right\P[0]\x = left\P[3]\x;
                     right\P[0]\y = left\P[3]\y;
                     right\P[1]\x = (*b\P[1]\x + 2**b\P[2]\x + *b\P[3]\x) / 4
                     right\P[1]\y = (*b\P[1]\y + 2**b\P[2]\y + *b\P[3]\y) / 4
                     right\P[2]\x = (*b\P[2]\x + *b\P[3]\x) / 2
                     right\P[2]\y = (*b\P[2]\y + *b\P[3]\y) / 2
                     right\P[3]\x = *b\P[3]\x
                     right\P[3]\y = *b\P[3]\y
     
     
    ;                 DrawBezierBase(right,RGB(0,0,255));
                     DrawBezierRecursive (left, level -1);
                     DrawBezierRecursive (right, level -1);
             EndIf
     
     
     EndProcedure
     
    Procedure DrawBezier(Global_Bezier,level)
           DrawBezierBase(Global_Bezier,RGB(255,255,255));
           DrawBezierRecursive(Global_Bezier,level);
     EndProcedure
    Voila , vous pouvez utilisé se sytème dans les jeux, pour faire par exemple des routes, des tirs lasers de malade, ou même dans une application, dessin vectoriel, etc...


    @++

  2. #2
    Membre averti
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    Par défaut
    Ouah,

    Bon Cpl.Bator, à la limite ça met le dans un DOC, ça peut faire un très bon article.
    Il vaut mieux faire dees articles, d'uune part le scope de visites est plus grand et d'autres part ça permet de faire des publications pour la rubriques. Le nombres de publications permet de faire grossir la fréquentation pour le purebasic.

    Je pense que c'est une bonne chose.

    Sinon chapeau, j'ai bien aimé la déformation selon les courbes de Béziers.
    Rien n'est impossible, c'est juste une question de temps
    C'est quoi le PureBasic ?

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