円形波のアニメーション表示

coding UTF-8;        // 文字コードの明示（文字化け予防）
import Math;         // 数学関数の使用に必要なライブラリの読み込み
import GUI;          // GUI画面の構築に必要なライブラリの読み込み
import tool.Graph3D; // 3次元グラフ描画に必要なライブラリの読み込み


// 以下、波のパラメータを格納する変数
double amplitude = 1.0;   // 波の振幅（A）
double wavelength = 2.0;  // 波の波長（λ）
double period = 1.0;      // 波の周期（T）

// グラフ範囲や点数、時間刻みなどの設定変数
const int N = 100;           // メッシュの一方向あたりの格子点数（細かいほど滑らか）
const double X_MIN = -5.0;   // グラフのX軸の最小値
const double X_MAX = 5.0;    // グラフのX軸の最大値
const double Y_MIN = -5.0;   // グラフのY軸の最小値
const double Y_MAX = 5.0;    // グラフのY軸の最大値
const double Z_MIN = -1.0;   // グラフのZ軸の最小値
const double Z_MAX = 1.0;    // グラフのZ軸の最大値
const double DT = 0.1;       // 1ループごとの時間進行量（speed=1.0の時の値）
const double DX = (X_MAX - X_MIN) / (N-1); // メッシュのX軸方向の刻み幅
const double DY = (Y_MAX - Y_MIN) / (N-1); // メッシュのY軸方向の刻み幅

// グラフに波のデータを渡すための座標値配列
double waveX[ N ][ N ];  // X座標の配列
double waveY[ N ][ N ];  // Y座標の配列
double waveZ[ N ][ N ];  // Z座標の配列

// GUI（設定画面）用の変数
int window;           // ウィンドウのIDを格納する
int periodSlider;     // 周期設定スライダーのIDを格納する
int wavelengthSlider; // 波長設定スライダーのIDを格納する
int amplitudeSlider;  // 振幅設定スライダーのIDを格納する
int speedSlider;      // アニメーション速度スライダーのIDを格納する
int infoLabel;        // 設定値を表示するラベルのIDを格納する
int timeLabel;        // 時刻表示ラベルのIDを格納する
int resetButton;      // 時刻リセットボタンのIDを格納する

// その他の制御用変数
float speed = 0.7;         // アニメーション速度
int graph;                 // グラフソフトのIDを格納する
bool continuesLoop = true; // アニメーションON/OFF制御変数
double t;                  // 時刻変数


// ==================================================
// 中心的な処理 - この関数は起動時に自動で実行されます
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void main( ){
	
	// グラフを起動
	createGraphWindow();
	
	// GUI（設定画面）を構築
	createSettingWindow();
	
	t = 0.0; // 時刻変数
	
	// アニメーションのループ
	while( continuesLoop ) {
		
		// グラフソフトに渡す点列データの座標を計算
		for( int yi=0; yi<N; yi++ ) {
			for( int xi=0; xi<N; xi++ ) {
				
				double x = X_MIN + xi * DX; // X軸方向のxi番目のメッシュ線のx座標値
				double y = Y_MIN + yi * DY; // Y軸方向のyi番目のメッシュ線のy座標値
				double r = sqrt(x*x + y*y); // 原点からの距離
				
				waveX[yi][xi] = x;
				waveY[yi][xi] = y;
				waveZ[yi][xi] = amplitude * sin( 2.0 * PI * ( t/period - r/wavelength ) );
			}
		}
		
		// グラフソフトにデータを転送
		setGraph3DData( graph, waveX, waveY, waveZ );
		
		// 時刻を加算（アニメーション速度をかけて変化のスピードを調整）
		t += DT * speed;
		
		// アニメーションウェイト（30ミリ秒待つ）
		sleep( 30 );
	}
	
	exit(); // アニメーションループを脱出すると実行終了
}


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// グラフソフトを起動して設定を行う関数
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void createGraphWindow() {
	
	// 3Dグラフソフトを起動
	graph = newGraph3D( 0, 0, 800, 600, "Graph Window" );
	
	// 最初に、偏平率や目盛り調整、角度や倍率などの細かい設定をファイルから読み込む
	setGraph3DConfigurationFile(graph, "RinearnGraph3DSetting.ini");
	
	// 範囲の自動調整機能を無効化し、手動で範囲を指定
	setGraph3DAutoRange( graph, false, false, false );
	setGraph3DRange( graph, X_MIN, X_MAX, Y_MIN, Y_MAX, Z_MIN, Z_MAX );
	
	// プロットオプションを選択（点プロットを無効化、曲面プロットを有効化）
	setGraph3DOption(graph, "WITH_POINTS", false);
	setGraph3DOption(graph, "WITH_MEMBRANES", true);
}


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// 設定画面を構築する関数
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void createSettingWindow() {

	// ウィンドウの生成
	window = newWindow( 0, 610, 800, 230, "Setting Window" );
	
	// 時刻表示ラベルを生成して配置
	timeLabel = newTextLabel( 10, 10, 200, 20, "" );
	mountComponent( timeLabel, window );
	
	// スライダーの左に振幅、周期、波長のラベルを生成して配置
	int amplitudeLabel = newTextLabel( 45, 40, 100, 15, "A  振幅 (0〜1)" );
	mountComponent( amplitudeLabel, window );
	int omegaLabel = newTextLabel( 45, 60, 100, 15, "T  周期 (0.2〜10)" );
	mountComponent( omegaLabel, window );
	int lambdaLabel = newTextLabel( 45, 80, 100, 15, "λ  波長 (1〜8)" );
	mountComponent( lambdaLabel, window );
	
	// 振幅スライダー（範囲0.0〜1.0）を生成して配置
	amplitudeSlider = newHorizontalSlider( 150, 40, 600, 20, amplitude, 0.0, 1.0 );
	mountComponent( amplitudeSlider, window );
	
	// 周期スライダー（範囲0.2〜10.0）を生成して配置
	periodSlider = newHorizontalSlider( 150, 60, 600, 20, period, 0.2, 10.0 );
	mountComponent( periodSlider, window );
	
	// 波長スライダー（範囲1.0〜8.0）を生成して配置
	wavelengthSlider = newHorizontalSlider( 150, 80, 600, 20, wavelength, 1.0, 8.0 );
	mountComponent( wavelengthSlider, window );
	
	// スライダー値を表示するラベルを生成して配置
	infoLabel = newTextLabel( 150, 100, 400, 20, "" );	
	mountComponent( infoLabel, window );
	updateInfoLabel();
	
	// アニメーション速度のラベルと調整スライダーを生成して配置
	int speedLabel = newTextLabel( 10, 140, 140, 15, "アニメーション速度" );
	mountComponent( speedLabel, window );
	speedSlider = newHorizontalSlider( 150, 140, 400, 20, speed, 0.0, 1.0 );
	mountComponent( speedSlider, window );
	
	// 時刻リセットボタンを生成して配置
	resetButton = newButton(600, 125, 150, 40, "時刻をリセット");
	mountComponent( resetButton, window );
	
	// 配置後にウィンドウを描画して表示内容を更新
	paintComponent( window );
}


// ==================================================
// スライダー値を表示するラベルの内容を更新する関数
// ==================================================

void updateInfoLabel() {
	string infoText
		= "( A="
		+ round(amplitude, 2, HALF_UP) // 振幅を小数点以下2桁に丸める
		+ ", λ="
		+ round(wavelength, 2, HALF_UP) // 波長を小数点以下2桁に丸める
		+ ", T="
		+ round(period, 2, HALF_UP) // 周期を小数点以下2桁に丸める
		+ ")";
	
	setComponentString(infoLabel, infoText);
	paintComponent(infoLabel);
	paintComponent(window);
}


// ==================================================
// スライダーが動いた際に呼ばれる関数（イベントハンドラ）
// ==================================================

void onSliderMove(int id, float value) {
	
	// 以下、スライダーに対応するグローバル変数に値を設定
	
	if(id == amplitudeSlider) {
		amplitude = value;
	}
	
	if(id == periodSlider) {
		period = value;
	}
	
	if(id == wavelengthSlider) {
		wavelength = value;
	}
	
	if (id == speedSlider) {
		speed = value;
	}
	
	updateInfoLabel();
}


// ==================================================
// ボタンを押した際に呼ばれる関数（イベントハンドラ）
// ==================================================

void onButtonClick(int id) {
	
	// 時刻リセットボタンが押されたら時刻変数 t をリセット
	if (id == resetButton) {
		t = 0.0;
	}
}


// ==================================================
// ウィンドウを閉じた際に呼ばれる関数（イベントハンドラ）
// ==================================================

void onWindowClose(int id) {
	
	// アニメーションループを脱出して終了
	continuesLoop = false;
}


// ==================================================
// グラフ画面を閉じた際に呼ばれる関数（イベントハンドラ）
// ==================================================

void onGraph3DClose(int id) {

	// アニメーションループを脱出して終了
	continuesLoop = false;
}

// 以下、波のパラメータを格納する変数
double amplitude = 1.0;   // 波の振幅（A）
double wavelength = 2.0;  // 波の波長（λ）
double period = 1.0;      // 波の周期（T）

// グラフ範囲や点数、時間刻みなどの設定変数
const int N = 100;           // メッシュの一方向あたりの格子点数（細かいほど滑らか）
const double X_MIN = -5.0;   // グラフのX軸の最小値
const double X_MAX = 5.0;    // グラフのX軸の最大値
const double Y_MIN = -5.0;   // グラフのY軸の最小値
const double Y_MAX = 5.0;    // グラフのY軸の最大値
const double Z_MIN = -1.0;   // グラフのZ軸の最小値
const double Z_MAX = 1.0;    // グラフのZ軸の最大値
const double DT = 0.1;       // 1ループごとの時間進行量（speed=1.0の時の値）
const double DX = (X_MAX - X_MIN) / (N-1); // メッシュのX軸方向の刻み幅
const double DY = (Y_MAX - Y_MIN) / (N-1); // メッシュのY軸方向の刻み幅

// グラフに波のデータを渡すための座標値配列
double waveX[ N ][ N ];  // X座標の配列
double waveY[ N ][ N ];  // Y座標の配列
double waveZ[ N ][ N ];  // Z座標の配列

// ==================================================
// 中心的な処理 - この関数は起動時に自動で実行されます
// ==================================================

void main( ){
	
	// グラフを起動
	createGraphWindow();
	
	// GUI（設定画面）を構築
	createSettingWindow();
	
	t = 0.0; // 時刻変数
	
	// アニメーションのループ
	while( continuesLoop ) {
		
		// 時刻を加算（アニメーション速度をかけて変化のスピードを調整）
		t += DT * speed;
		
		// グラフソフトに渡す点列データの座標を計算
		for( int yi=0; yi<N; yi++ ) {
			for( int xi=0; xi<N; xi++ ) {
				
				double x = X_MIN + xi * DX; // X軸方向のxi番目のメッシュ線のx座標値
				double y = Y_MIN + yi * DY; // Y軸方向のyi番目のメッシュ線のy座標値
				double r = sqrt(x*x + y*y); // 原点からの距離
				
				waveX[yi][xi] = x;
				waveY[yi][xi] = y;
				waveZ[yi][xi] = amplitude * sin( 2.0 * PI * ( t/period - r/wavelength ) );
			}
		}
		
		// グラフソフトにデータを転送
		setGraph3DData( graph, waveX, waveY, waveZ );
		
		// アニメーションウェイト（30ミリ秒待つ）
		sleep( 30 );
	}
	
	exit(); // アニメーションループを脱出すると実行終了
}

				double x = X_MIN + xi * DX; // X軸方向のxi番目のメッシュ線のx座標値
				double y = Y_MIN + yi * DY; // Y軸方向のyi番目のメッシュ線のy座標値
				double r = sqrt(x*x + y*y); // 原点からの距離
				
				waveX[yi][xi] = x;
				waveY[yi][xi] = y;
				waveZ[yi][xi] = amplitude * sin( 2.0 * PI * ( t/period - r/wavelength ) );