Федеральное агентство по образованию РФ
ГОУ ВПО «Волгоградский государственный университет»
Факультет математики и информационных технологий
Кафедра ПМП
Семестровая работа на тему:
«Сглаженная поверхность для границы трёх атомов в пространстве»
Выполнил:
студент группы
ПМб-091
Орлов А.А.
Научный руководитель:
Чернышев И.В.
Волгоград 2011
Содержание
Введение
Постановка задачи
Метод (схема) решения поставленной задачи
Заключение
К задаче о построении сглаженной поверхности в пространстве сводится задача вычисления эффективных значений объема и поверхности молекул, при котором молекула моделируется областью с гладкой границей, представляющей из себя объеденение сферических фрагментов. Например для вычисления объема полости, занимаемой молекулой солюта в растворе, а также величины возникающей при этом поверхности раздела, что является необходимым звеном в построении количественных моделей взаимодействия растворенного вещества с растворителем.
Идея предлагаемого геометрического метода сглаживания формы молекулы состоит в том, что граница молекулы представляется в виде поверхности, у которой радиус кривизны вогнутых частей в любой точке не меньше некоторого заданого значения. Этим радиусом скругления может быть, например, эффективный радиус молекул некоторого химического соеденинения, учавствующего во взаимодействии с рассматриваемой молекулой.
В данной работе необходимо построить сглаженную поверхность для заданных 3-х атомов и радиусу большого атома.
Постановка задачи
Задача построения поверхности заключаетя в создании алгоритма с помощью которого, по заданым координатам и радиусам 3-х атомов, а также радиусу атома, касающегося их, можно построить сглаженную поверхность для границы данных атомов в пространстве.
Метод (схема) решения поставленной задачи
1. Программа считывает данные с файла shari.txt
Далее вычисляются координаты центра атома, который касается 3-х
2. остальных.
Координаты центра атома радиуса RS
, касающегося трех атомов с центрами в точках Oi
(xi
,yi
,zi
), Oj
(xj
,yj
,zj
), Ok
(xk
,yk
,zk
)
определяются следующими формулами:
где
Для сокращения записи использованы обозначения
3. Вычисляютя координаты точек касания большого атома с 3-мя остальными.
Для каждой точки касания необходимо выполнение 3-х условий:
A. Точка касания принадлежит большому атому.
Б. Точка касания принадлежит атому с которым касается большойй.
В. Точка касания принадлежит каноническому уравнению прямой, которое составленно по координатам центра большого атома и координатам центра атома, которого касается большой атом:
(Xkosn
- Xc)2
+ (Ykosn
- Yc)2
+ (Zkosn
- Zc)2
=Rc2
(Xkosn
- Xn)2
+ (Ykosn
- Yn)2
+ (Zkosn
- Zn)2
=Rn2
     Xkosn
– XnYkosn
- YnZkosn
– Zn
Xc – Xn Yc – Yn Zc – Zn
Где N=1, 2, 3 соответственно.
Xc,Yc,Zc – координаты большого атома.
Xkosi
,Ykosi
,Zkosi
,– координаты точки касания i-го атома и большого атома.
Решая данную ситему находим координаты точек касания.
 4.Строются три уравнения плоскости, через координаты двух точек касания и координаты центра большого атома.Уравнения строются через определитель 3*3
X – X1
Y – Y1
Z – Z1
X2
– X1
Y2
– Y1
Z2
– Z1
= 0
Xc – X1
Yc – Y1
Zc – Z1
X – X1
Y – Y1
Z – Z1
X3
– X1
Y3
– Y1
Z3
– Z1
= 0
Xc – X1
Yc – Y1
Zc – Z1
X – X2
Y – Y2
Z – Z2
X3
– X2
Y3
– Y2
Z3
– Z2
= 0
Xc – X2
Yc – Y2
Zc – Z2
Далее находим точки пересечения каждой плоскости с поверхностью большого атома.
(X - Xc)2
+ (Y - Yc)2
+ (Z - Zc)2
=Rc2
При этом должно выполнятся условие:
Xkosi
<= X <= Xkosj
Если Xkosi
< Xkosj
Xkosj
<= X <= Xkosi
Если Xkosj
< Xkosi
Где (i=1,j=2) (i=1,j=3) (i=2,j=3)
5) В результате работы программа строит:
A) 3 атома по координатам считанным с файла shari.txt
Б) Атом с радиусом Rc считанным с клавиатуры, который касается 3-х остальных.
В) Сглаженную поверхность.
Г) Оси координат.
 Д) Таблицу содержащую координаты точек касания большого атомоа с другими 3-мя атомами.
После поворота системы шаров на угол 900
вокруг оси
X=x[1]+x[2]+x[3]
 Z=z[1]+z[2]+z[3]
Заключение
Задачей данной семестровой работы являлась построение алгоритма, с помощью которого строится сглаженная поверхность для границы трех атомов в пространстве.
Итогом работы можно считать приложение для ОС Windows, которое по заданным координатам и радиусам 3-х атомов, а также радиусу большого атома строит сглаженную поверхность.
Приложение
Текст программы имитации движения частиц в пористой среде для ОС
Windows
.
алгоритм сглаженная поверхность атом
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<graphics.h>
#include<math.h>
#define ESC 27
#define DOWN 80
#define UP 72
#define ENTER 13
int x[4],y[4],z[4],r[4],Rc,raz=0,kol_vr;
int skok=1,schit=0;
double aj,bj,cj,ak,bk,ck,Ris,Rjs,Rks,p[5],alp1,alp2,alp3,al1,al2,al3,al4,alp4;;
double Xc,Yc,Zc,dj,dk,sin_a,sin_b,Xvr,Zvr,R1,R2,R3,R4,ugol[1500],Rad[1500],XX[1500],YY[1500],ZZ[1500];
double Bx,By,Bz,Cx,Cy,Cz,A,sum[3];
double Xkos1,Ykos1,Zkos1,yc1,xc1,zc1,XYc1,ZYc1,M1,M2;
double Xkos2,Ykos2,Zkos2,yc2,xc2,zc2,XYc2,ZYc2,M3,M4;
double Xkos3,Ykos3,Zkos3,yc3,xc3,zc3,XYc3,ZYc3,M5,M6;
void dano(void)
{ FILE *f=fopen("shari.txt","r");
int i;
printf("KOORDINATI 3 SFER I IH RADIUSI\n");
for(i=1;i<=3;i++)
{
printf("X%d=",i);fscanf(f,"%d",&x[i]);printf("%d\n",x[i]);
printf("Y%d=",i);fscanf(f,"%d",&y[i]);printf("%d\n",y[i]);
printf("Z%d=",i);fscanf(f,"%d",&z[i]);p[i]=z[i];printf("%d\n",z[i]);
printf("R%d=",i);fscanf(f,"%d",&r[i]);printf("%d\n",r[i]);
}
Zvr=(z[1]+z[2]+z[3])/3;
Xvr=(x[1]+x[2]+x[3])/3;
R1=(sqrt((x[1]-Xvr)*(x[1]-Xvr)+(z[1]-Zvr)*(z[1]-Zvr)));
R2=(sqrt((x[2]-Xvr)*(x[2]-Xvr)+(z[2]-Zvr)*(z[2]-Zvr)));
R3=(sqrt((x[3]-Xvr)*(x[3]-Xvr)+(z[3]-Zvr)*(z[3]-Zvr)));
double x1,x2,y1,y2;
x1=x[1]-Xvr;x2=R1;y1=z[1]-Zvr;y2=0;
alp1=(x1*x2+y1*y2)/((sqrt(x1*x1+y1*y1)))/(sqrt(x2*x2+y2*y2));
al1=acos(alp1)*180/M_PI;
x1=x[2]-Xvr;x2=R2;y1=z[2]-Zvr;y2=0;
alp2=(x1*x2+y1*y2)/((sqrt(x1*x1+y1*y1)))/(sqrt(x2*x2+y2*y2));
al2=acos(alp2)*180/M_PI;
x1=x[3]-Xvr;x2=R3;y1=z[3]-Zvr;y2=0;
alp3=(x1*x2+y1*y2)/((sqrt(x1*x1+y1*y1)))/(sqrt(x2*x2+y2*y2));
al3=acos(alp3)*180/M_PI;
printf("vvedite radius bolshogo shara\n");
scanf("%d",&Rc);
initwindow (1024,860);
}
int stroim(void)
{ int i,k,j;double max;
max=p[1];
for(i=1;i<=4;i++)
{if (p[i]>=max) {max=p[i];k=i;}}
for(i=1;i<4;i++)
{
if (z[i]==max) {p[k]=-1;return i;}
}
p[4]=-1;
return 4;
}
void risuem(void)
{
setcolor(7);
setlinestyle(0,0,1);
char st1[5];
char st2[5];
char st3[5];
xc1=Xc-x[1];xc2=Xc-x[2];xc3=Xc-x[3];
yc1=Yc-y[1];yc2=Yc-y[2];yc3=Yc-y[3];
zc1=Zc-z[1];zc2=Zc-z[2];zc3=Zc-z[3];
XYc1=(-xc1*y[1]+yc1*x[1])/yc1;XYc2=(-xc2*y[2]+yc2*x[2])/yc2;XYc3=(-xc3*y[3]+yc3*x[3])/yc3;
ZYc1=(-zc1*y[1]+yc1*z[1])/yc1;ZYc2=(-zc2*y[2]+yc2*z[2])/yc2;ZYc3=(-zc3*y[3]+yc3*z[3])/yc3;
M1=((Rc*Rc)-(Xc*Xc+Yc*Yc+Zc*Zc))/(-2);
M2=((r[1]*r[1])-(x[1]*x[1]+y[1]*y[1]+z[1]*z[1]))/(-2);
M3=((r[2]*r[2])-(x[2]*x[2]+y[2]*y[2]+z[2]*z[2]))/(-2);
M4=((r[3]*r[3])-(x[3]*x[3]+y[3]*y[3]+z[3]*z[3]))/(-2);
Ykos1=(M1-M2-XYc1*Xc+XYc1*x[1]-ZYc1*Zc+ZYc1*z[1])/(xc1*Xc/yc1-xc1*x[1]/yc1+(Yc-y[1])+zc1*Zc/yc1-zc1*z[1]/yc1);
Ykos2=(M1-M3-XYc2*Xc+XYc2*x[2]-ZYc2*Zc+ZYc2*z[2])/(xc2*Xc/yc2-xc2*x[2]/yc2+(Yc-y[2])+zc2*Zc/yc2-zc2*z[2]/yc2);
Ykos3=(M1-M4-XYc3*Xc+XYc3*x[3]-ZYc3*Zc+ZYc3*z[3])/(xc3*Xc/yc3-xc3*x[3]/yc3+(Yc-y[3])+zc3*Zc/yc3-zc3*z[3]/yc3);
Xkos1=Ykos1*xc1/yc1+XYc1;Xkos2=Ykos2*xc2/yc2+XYc2;Xkos3=Ykos3*xc3/yc3+XYc3;
Zkos1=Ykos1*zc1/yc1+ZYc1;Zkos2=Ykos2*zc2/yc2+ZYc2;Zkos3=Ykos3*zc3/yc3+ZYc3;
line(40,600,200,600);line(40,640,200,640);line(40,680,200,680);line(40,720,200,720);line(40,760,200,760);
line(80,640,80,800);line(120,640,120,800);line(160,640,160,800);line(200,600,200,800);
outtextxy(53,618,"ТОЧКИКАСАНИЯ");
outtextxy(47,655,"АТОМ");outtextxy(87,655,"¹1");outtextxy(127,655,"¹2");outtextxy(167,655,"¹3");
outtextxy(45,695,"Xkos");outtextxy(45,735,"Ykos");outtextxy(45,775,"Zkos");
sprintf(st1,"%.1f",Xkos1);sprintf(st2,"%.1f",Xkos2);sprintf(st3,"%.1f",Xkos3);
outtextxy(81,695,st1);outtextxy(121,695,st2);outtextxy(161,695,st3);
sprintf(st1,"%.1f",Ykos1);sprintf(st2,"%.1f",Ykos2);sprintf(st3,"%.1f",Ykos3);
outtextxy(81,735,st1);outtextxy(121,735,st2);outtextxy(161,735,st3);
sprintf(st1,"%.1f",Zkos1);sprintf(st2,"%.1f",Zkos2);sprintf(st3,"%.1f",Zkos3);
outtextxy(81,775,st1);outtextxy(121,775,st2);outtextxy(161,775,st3);
setlinestyle(0,0,1);
p[4]=Zc;
int q=0,i,j,svet=4;
double h=Rc;
for(q=1;q<=4;q++)
{
i=stroim();
if (i==4)
{ setcolor(15);
if (raz!=0) setlinestyle(3,0,1);
circle(Xc+40,800-Yc,Rc);
ellipse(Xc+40,800-Yc,180,360,Rc,Rc/2);
ellipse(Xc+40,800-Yc-Rc/2,180,360,Rc-(Xc+Rc-(sqrt(Rc*Rc-(Rc/2)*(Rc/2))+Xc))-2,Rc/4);
ellipse(Xc+40,800-Yc+Rc/2,180,360,Rc-(Xc+Rc-(sqrt(Rc*Rc-(Rc/2)*(Rc/2))+Xc))-2,Rc/4);
setlinestyle(1,0,1);
ellipse(Xc+40,800-Yc,0,180,Rc,Rc/2);
ellipse(Xc+40,800-Yc-Rc/2,0,180,Rc-(Xc+Rc-(sqrt(Rc*Rc-(Rc/2)*(Rc/2))+Xc))-2,Rc/4);
ellipse(Xc+40,800-Yc+Rc/2,0,180,Rc-(Xc+Rc-(sqrt(Rc*Rc-(Rc/2)*(Rc/2))+Xc))-2,Rc/4);
if (raz==0) setlinestyle(0,0,1);
}
if (i!=4)
{
if (raz==0)
{
setcolor(0);setfillstyle(0,0);
pieslice(x[i]+40,800-y[i],0,360,r[i]);
setcolor(svet);setlinestyle(0,0,1);
}
setcolor(svet);
setcolor(10);
char er[15];
sprintf(er,"ñôåðà ¹%d",i);
circle(x[i]+40,800-y[i],r[i]);outtextxy(x[i]+40,800-y[i],er);
ellipse(x[i]+40,800-y[i],180,360,r[i],r[i]/2);
ellipse(x[i]+40,800-y[i]-r[i]/2,180,360,r[i]-(x[i]+r[i]-(sqrt(r[i]*r[i]-(r[i]/2)*(r[i]/2))+x[i]))-2,r[i]/4);
ellipse(x[i]+40,800-y[i]+r[i]/2,180,360,r[i]-(x[i]+r[i]-(sqrt(r[i]*r[i]-(r[i]/2)*(r[i]/2))+x[i]))-2,r[i]/4);
setlinestyle(3,0,1);
ellipse(x[i]+40,800-y[i],0,180,r[i],r[i]/2);
ellipse(x[i]+40,800-y[i]-r[i]/2,0,180,r[i]-(x[i]+r[i]-(sqrt(r[i]*r[i]-(r[i]/2)*(r[i]/2))+x[i]))-2,r[i]/4);
ellipse(x[i]+40,800-y[i]+r[i]/2,0,180,r[i]-(x[i]+r[i]-(sqrt(r[i]*r[i]-(r[i]/2)*(r[i]/2))+x[i]))-2,r[i]/4);
if (raz==0) setlinestyle(0,0,1);
if (svet==2) svet=14;
else svet=svet-2;
}
}
raz=raz+1;
for(i=1;i<=3;i++)
{p[i]=z[i];}
p[4]=Zc;
if (raz==1) risuem();
}
void sechen(void)
{ setcolor(7);
setlinestyle(0,0,2);
double xp,yp,pol1,pol2,mon=0;
double x1,x2,y1,y2;
int i,smen=0,nt;
int Xmen;
double stat1,stat2,stat3,stat4,pl;
double AD,CB,ADY,DISC,ABD,AC,ABX;
double at,bt,ct,Yris1,Zris1,Yris2,Zris2,gr1,gr2,Xris1,Xris2;
for(i=0;i<3;i++)
{
if (i==0)
{
if (abs(Xkos3-Xkos1)>abs(Ykos3-Ykos1))
{
if (Ykos1>Ykos3) {pol2=Ykos1;pol1=Ykos3;}
else {pol2=Ykos3;pol1=Ykos1;}
smen=1;
if (Xkos1>Xkos3) {gr1=Xkos3;gr2=Xkos1;}
else {gr1=Xkos1;gr2=Xkos3;}
}
else
{ if (Xkos1>Xkos3) {pol2=Xkos1;pol1=Xkos3;}
else {pol2=Xkos3;pol1=Xkos1;}
smen=2;
if (Ykos1>Ykos3) {gr1=Ykos3;gr2=Ykos1;}
else {gr1=Ykos1;gr2=Ykos3;}
}
stat1=(Ykos3-Ykos1)*(Zc-Zkos1)-(Yc-Ykos1)*(Zkos3-Zkos1);
stat2=(Zkos3-Zkos1)*(Xc-Xkos1)-(Xkos3-Xkos1)*(Zc-Zkos1);
stat3=(Xkos3-Xkos1)*(Yc-Ykos1)-(Xc-Xkos1)*(Ykos3-Ykos1);
stat4=-(Xkos1*stat1+Ykos1*stat2+Zkos1*stat3);
}
if (i==1)
{
if (abs(Xkos2-Xkos1)>abs(Ykos2-Ykos1))
{
if (Ykos1>Ykos2) {pol2=Ykos1;pol1=Ykos2;}
else {pol2=Ykos2;pol1=Ykos1;}
smen=1;
if (Xkos1>Xkos2) {gr1=Xkos2;gr2=Xkos1;}
else {gr1=Xkos1;gr2=Xkos2;}
}
else
{ if (Xkos1>Xkos2) {pol2=Xkos1;pol1=Xkos2;}
else {pol2=Xkos2;pol1=Xkos1;}
smen=2;
if (Ykos1>Ykos2) {gr1=Ykos2;gr2=Ykos1;}
else {gr1=Ykos1;gr2=Ykos2;}
}
stat1=(Ykos2-Ykos1)*(Zc-Zkos1)-(Yc-Ykos1)*(Zkos2-Zkos1);
stat2=(Zkos2-Zkos1)*(Xc-Xkos1)-(Xkos2-Xkos1)*(Zc-Zkos1);
stat3=(Xkos2-Xkos1)*(Yc-Ykos1)-(Xc-Xkos1)*(Ykos2-Ykos1);
stat4=-(Xkos1*stat1+Ykos1*stat2+Zkos1*stat3);
}
if (i==2)
{
if (abs(Xkos3-Xkos2)>abs(Ykos3-Ykos2))
{
if (Ykos2>Ykos3) {pol2=Ykos2;pol1=Ykos3;}
else {pol2=Ykos3;pol1=Ykos2;}
smen=1;
if (Xkos2>Xkos3) {gr1=Xkos3;gr2=Xkos2;}
else {gr1=Xkos2;gr2=Xkos3;}
}
else
{ if (Xkos2>Xkos3) {pol2=Xkos2;pol1=Xkos3;}
else {pol2=Xkos3;pol1=Xkos2;}
smen=2;
if (Ykos2>Ykos3) {gr1=Ykos3;gr2=Ykos2;}
else {gr1=Ykos2;gr2=Ykos3;}
}
stat1=(Ykos3-Ykos2)*(Zc-Zkos2)-(Yc-Ykos2)*(Zkos3-Zkos2);
stat2=(Zkos3-Zkos2)*(Xc-Xkos2)-(Xkos3-Xkos2)*(Zc-Zkos2);
stat3=(Xkos3-Xkos2)*(Yc-Ykos2)-(Xc-Xkos2)*(Ykos3-Ykos2);
stat4=-(Xkos2*stat1+Ykos2*stat2+Zkos2*stat3);
}
mon=0;nt=0;
while (gr1<=gr2)
{ if (smen==1)
{CB=stat3/stat2;
AD=(-stat1*gr1)/stat2-(stat4/stat2);
ADY=(AD-Yc);
at=(CB*CB+1);
bt=(-2)*(ADY*CB+Zc);
ct=(ADY*ADY+Zc*Zc+(gr1-Xc)*(gr1-Xc)-Rc*Rc);
DISC=(bt/2)*(bt/2)-at*ct;
{
if (DISC>=0)
{ setcolor(9);
Zris2=((-bt/2)+sqrt(DISC))/at;
Zris1=((-bt/2)-sqrt(DISC))/at;
Yris1=AD-CB*Zris1;
Yris2=AD-CB*Zris2;
YY[schit]=Yris2;
ZZ[schit]=Zris2;
XX[schit]=gr1;
Rad[schit]=(sqrt((XX[schit]-Xvr)*(XX[schit]-Xvr)+(ZZ[schit]-Zvr)*(ZZ[schit]-Zvr)));
x1=XX[schit]-Xvr;x2=Rad[schit];y1=ZZ[schit]-Zvr;y2=0;
ugol[schit]=acos((x1*x2+y1*y2)/((sqrt(x1*x1+y1*y1)))/(sqrt(x2*x2+y2*y2)))*180/M_PI;
schit++;
// if (Yris2>pol1 && Yris2<pol2)
{if (mon==0) {xp=gr1;yp=Yris2;mon++;}
else {line(xp+40,800-yp,gr1+40,800-Yris2);mon=0;}
circle(gr1+40,800-Yris2,2);
} gr1=gr1+1;
}
}
}
if (smen==2)
{
ABD=(-stat2*gr1)/stat1-stat4/stat1;
AC=stat3/stat1;
ABX=ABD-Xc;
at=(AC*AC+1);
bt=(-2)*(ABX*AC+Zc);
ct=(ABX*ABX+Zc*Zc+(gr1-Yc)*(gr1-Yc)-Rc*Rc);
DISC=(bt/2)*(bt/2)-at*ct;
if (DISC>=0)
{
setcolor(9);
Zris2=((-bt/2)+sqrt(DISC))/at;
Zris1=((-bt/2)-sqrt(DISC))/at;
Xris1=ABD-AC*Zris1;
Xris2=ABD-AC*Zris2;
YY[schit]=gr1;
ZZ[schit]=Zris2;
XX[schit]=Xris2;
Rad[schit]=(sqrt((XX[schit]-Xvr)*(XX[schit]-Xvr)+(ZZ[schit]-Zvr)*(ZZ[schit]-Zvr)));
x1=XX[schit]-Xvr;x2=Rad[schit];y1=ZZ[schit]-Zvr;y2=0;
ugol[schit]=acos((x1*x2+y1*y2)/((sqrt(x1*x1+y1*y1)))/(sqrt(x2*x2+y2*y2)))*180/M_PI;
schit++;
{if (mon==0) {xp=Xris2;yp=gr1;mon++;}
else {line(xp+40,800-yp,40+Xris2,800-gr1);mon=0;}
circle(Xris2+40,800-gr1,2);
} gr1=gr1+1;
} }
}
}
double rk=0.0,pc;
if (Xkos1>rk) {rk=Xkos1;pc=Ykos1;}
if (Xkos1>rk) {rk=Xkos2;pc=Ykos2;}
if (Xkos1>rk) {rk=Xkos3;pc=Ykos3;}
setcolor(15);
setlinestyle(1,0,1);
line(Xc+40,800-Yc,x[1]+40,800-y[1]);
line(Xc+40,800-Yc,x[2]+40,800-y[2]);
line(Xc+40,800-Yc,x[3]+40,800-y[3]);
setlinestyle(0,0,1);
}
void raschet(void)
{ int i,kol=0;
aj=x[2]-x[1];
bj=y[2]-y[1];
cj=z[2]-z[1];
ak=x[3]-x[1];
bk=y[3]-y[1];
ck=z[3]-z[1];
Ris=(r[1]+Rc)*(r[1]+Rc);
Rjs=(r[2]+Rc)*(r[2]+Rc);
Rks=(r[3]+Rc)*(r[3]+Rc);
dj=(0.5*(Ris-Rjs+(aj*aj)+(bj*bj)+(cj*cj)));
dk=(0.5*(Ris-Rks+(ak*ak)+(bk*bk)+(ck*ck)));
A=(aj*bk-ak*bj)*(aj*bk-ak*bj)+(bj*ck-bk*cj)*(bj*ck-bk*cj)+(cj*ak-ck*aj)*(cj*ak-ck*aj);
Bx=(dj*bk-dk*bj)*(aj*bk-ak*bj)+(dj*ck-dk*cj)*(aj*ck-ak*cj);
By=(dj*ck-dk*cj)*(bj*ck-bk*cj)+(dj*ak-dk*aj)*(bj*ak-bk*aj);
Bz=(dj*ak-dk*aj)*(cj*ak-ck*aj)+(dj*bk-dk*bj)*(cj*bk-ck*bj);
Cx=(dj*bk-dk*bj)*(dj*bk-dk*bj)+(dj*ck-dk*cj)*(dj*ck-dk*cj)-Ris*(bj*ck-bk*cj)*(bj*ck-bk*cj);
Cy=(dj*ck-dk*cj)*(dj*ck-dk*cj)+(dj*ak-dk*aj)*(dj*ak-dk*aj)-Ris*(cj*ak-ck*aj)*(cj*ak-ck*aj);
Cz=(dj*ak-dk*aj)*(dj*ak-dk*aj)+(dj*bk-dk*bj)*(dj*bk-dk*bj)-Ris*(aj*bk-ak*bj)*(aj*bk-ak*bj);
if ((Bx*Bx-A*Cx)<0) kol++;
if ((By*By-A*Cy)<0) kol++;
if ((Bz*Bz-A*Cz)<0) kol++;
if (kol!=0) {printf("SPHERA RADIUSA %d NE MOZHET ODNOVREMENNO KASATSJA 3 DANNIH SPHER",Rc);system("PAUSE");exit(1);}
Xc=double(x[1])+(Bx+sqrt((Bx*Bx-A*Cx)))/A;
double dg1,dg2,dg3;
double xc1,yc1,zc1,xc2,yc2,zc2,xc3,yc3,zc3,pc1,pc2,pc3;
int nom;
int j=1;
while (j<1500)
{
Yc=j;
Zc=sqrt((r[1]+Rc)*(r[1]+Rc)-(x[1]-Xc)*(x[1]-Xc)-(y[1]-Yc)*(y[1]-Yc))+z[1];
nom=0;
xc1=(Xc-double(x[1]))*(Xc-double(x[1]));
yc1=(Yc-double(y[1]))*(Yc-double(y[1]));
zc1=(Zc-double(z[1]))*(Zc-double(z[1]));
xc2=(Xc-double(x[2]))*(Xc-double(x[2]));
yc2=(Yc-double(y[2]))*(Yc-double(y[2]));
zc2=(Zc-double(z[2]))*(Zc-double(z[2]));
xc3=(Xc-double(x[3]))*(Xc-double(x[3]));
yc3=(Yc-double(y[3]))*(Yc-double(y[3]));
zc3=(Zc-double(z[3]))*(Zc-double(z[3]));
dg1=sqrt(xc1+yc1+zc1)-double(r[1])-Rc;
dg2=sqrt(xc2+yc2+zc2)-double(r[2])-Rc;
dg3=sqrt(xc3+yc3+zc3)-double(r[3])-Rc;
if (abs(int(dg1))<=1) nom++;
if (abs(int(dg2))<=1) nom++;
if (abs(int(dg3))<=1) nom++;
if (nom==3) {break;}
Zc=z[1]-sqrt((r[1]+Rc)*(r[1]+Rc)-(x[1]-Xc)*(x[1]-Xc)-(y[1]-Yc)*(y[1]-Yc));
nom=0;
xc1=(Xc-double(x[1]))*(Xc-double(x[1]));
yc1=(Yc-double(y[1]))*(Yc-double(y[1]));
zc1=(Zc-double(z[1]))*(Zc-double(z[1]));
xc2=(Xc-double(x[2]))*(Xc-double(x[2]));
yc2=(Yc-double(y[2]))*(Yc-double(y[2]));
zc2=(Zc-double(z[2]))*(Zc-double(z[2]));
xc3=(Xc-double(x[3]))*(Xc-double(x[3]));
yc3=(Yc-double(y[3]))*(Yc-double(y[3]));
zc3=(Zc-double(z[3]))*(Zc-double(z[3]));
dg1=sqrt(xc1+yc1+zc1)-double(r[1])-Rc;
dg2=sqrt(xc2+yc2+zc2)-double(r[2])-Rc;
dg3=sqrt(xc3+yc3+zc3)-double(r[3])-Rc;
if (abs(int(dg1))<=1) nom++;
if (abs(int(dg2))<=1) nom++;
if (abs(int(dg3))<=1) nom++;
if (nom==3) {break;}
j++;
}
R4=(sqrt((Xc-Xvr)*(Xc-Xvr)+(Zc-Zvr)*(Zc-Zvr)));
double x1,x2,y1,y2;
x1=Xc-Xvr;x2=R4;y1=Zc-Zvr;y2=0;
alp4=(x1*x2+y1*y2)/((sqrt(x1*x1+y1*y1)))/(sqrt(x2*x2+y2*y2));
al4=acos(alp4)*180/M_PI;
printf("Xc=%10.10f\n",Xc);
printf("Yc=%10.10f\n",Yc);
printf("Zc=%10.10f\n",Zc);
xc1=Xc-x[1];xc2=Xc-x[2];xc3=Xc-x[3];
yc1=Yc-y[1];yc2=Yc-y[2];yc3=Yc-y[3];
zc1=Zc-z[1];zc2=Zc-z[2];zc3=Zc-z[3];
XYc1=(-xc1*y[1]+yc1*x[1])/yc1;XYc2=(-xc2*y[2]+yc2*x[2])/yc2;XYc3=(-xc3*y[3]+yc3*x[3])/yc3;
ZYc1=(-zc1*y[1]+yc1*z[1])/yc1;ZYc2=(-zc2*y[2]+yc2*z[2])/yc2;ZYc3=(-zc3*y[3]+yc3*z[3])/yc3;
M1=((Rc*Rc)-(Xc*Xc+Yc*Yc+Zc*Zc))/(-2);
M2=((r[1]*r[1])-(x[1]*x[1]+y[1]*y[1]+z[1]*z[1]))/(-2);
M3=((r[2]*r[2])-(x[2]*x[2]+y[2]*y[2]+z[2]*z[2]))/(-2);
M4=((r[3]*r[3])-(x[3]*x[3]+y[3]*y[3]+z[3]*z[3]))/(-2);
Ykos1=(M1-M2-XYc1*Xc+XYc1*x[1]-ZYc1*Zc+ZYc1*z[1])/(xc1*Xc/yc1-xc1*x[1]/yc1+(Yc-y[1])+zc1*Zc/yc1-zc1*z[1]/yc1);
Ykos2=(M1-M3-XYc2*Xc+XYc2*x[2]-ZYc2*Zc+ZYc2*z[2])/(xc2*Xc/yc2-xc2*x[2]/yc2+(Yc-y[2])+zc2*Zc/yc2-zc2*z[2]/yc2);
Ykos3=(M1-M4-XYc3*Xc+XYc3*x[3]-ZYc3*Zc+ZYc3*z[3])/(xc3*Xc/yc3-xc3*x[3]/yc3+(Yc-y[3])+zc3*Zc/yc3-zc3*z[3]/yc3);
Xkos1=Ykos1*xc1/yc1+XYc1;Xkos2=Ykos2*xc2/yc2+XYc2;Xkos3=Ykos3*xc3/yc3+XYc3;
Zkos1=Ykos1*zc1/yc1+ZYc1;Zkos2=Ykos2*zc2/yc2+ZYc2;Zkos3=Ykos3*zc3/yc3+ZYc3;
}
void osi(void)
{
int i,s=40;
char st[14];
setcolor(15);
line(40,40,40,800);
line(40,800,1000,800);
for(i=60;i<1000;i=i+20)
{line(i,798,i,802);}
for(i=80;i<1000;i=i+40)
{ sprintf(st,"%d",s);
outtextxy(i-7,810,st);
s=s+40;}
line(1000,800,985,795);
line(1000,800,985,805);
for(i=60;i<800;i=i+20)
{line(38,i,42,i);}
line(40,40,35,55);
line(40,40,45,55);
s=40;
for(i=760;i>40;i=i-40)
{ sprintf(st,"%d",s);
outtextxy(10,i-7,st);
s=s+40;
}
outtextxy(25,790,"0");
}
void menu()
{
int c=-1,i;
while(c!=ESC)
{
c=getch();
if (c==DOWN)
{ int re=0;
floodfill(10,10,3);
al1=al1+5;al2=al2+5;al3=al3+5;al4=al4+5;
z[1]=Zvr+R1*sin(al1*M_PI/180);
x[1]=Xvr+R1*cos(al1*M_PI/180);
z[2]=Zvr+R2*sin(al2*M_PI/180);
x[2]=Xvr+R2*cos(al2*M_PI/180);
z[3]=Zvr+R3*sin(al3*M_PI/180);
x[3]=Xvr+R3*cos(al3*M_PI/180);
Zc=Zvr+R4*sin(al4*M_PI/180);
Xc=Xvr+R4*cos(al4*M_PI/180);
raz=0;osi();risuem();
setcolor(9);
for(i=0;i<schit;i++)
{
ugol[i]=ugol[i]+5;
XX[i]=Xvr+Rad[i]*cos(ugol[i]*M_PI/180);
circle(XX[i]+40,800-YY[i],2);
}
setcolor(15);
setlinestyle(1,0,1);
line(Xc+40,800-Yc,x[1]+40,800-y[1]);
line(Xc+40,800-Yc,x[2]+40,800-y[2]);
line(Xc+40,800-Yc,x[3]+40,800-y[3]);
setlinestyle(0,0,1);
}
if (c==UP)
{ floodfill(10,10,3);
al1=al1-5;al2=al2-5;al3=al3-5;al4=al4-5;
z[1]=Zvr+R1*sin(al1*M_PI/180);
x[1]=Xvr+R1*cos(al1*M_PI/180);
z[2]=Zvr+R2*sin(al2*M_PI/180);
x[2]=Xvr+R2*cos(al2*M_PI/180);
z[3]=Zvr+R3*sin(al3*M_PI/180);
x[3]=Xvr+R3*cos(al3*M_PI/180);
Zc=Zvr+R4*sin(al4*M_PI/180);
Xc=Xvr+R4*cos(al4*M_PI/180);
raz=0;osi();risuem();
setcolor(9);
for(i=0;i<schit;i++)
{
ugol[i]=ugol[i]-5;
XX[i]=Xvr+Rad[i]*cos(ugol[i]*M_PI/180);
circle(XX[i]+40,800-YY[i],2);
}
setcolor(15);
setlinestyle(1,0,1);
line(Xc+40,800-Yc,x[1]+40,800-y[1]);
line(Xc+40,800-Yc,x[2]+40,800-y[2]);
line(Xc+40,800-Yc,x[3]+40,800-y[3]);
setlinestyle(0,0,1);
} }}
int main()
{
dano();
raschet();
osi();
risuem();
sechen();
menu();
getch();
return 0;
}
|
