如何用 C 語言畫一個「聖誕樹」？

01-13

相關問題
如何用數學軟體畫一個「聖誕樹」? - Python

我使用了左右鏡像的Sierpinski triangle，每層減去上方一小塊，再用符號點綴。可生成不同層數的「聖誕樹」，如下圖是5層的結果。

#include & #include &

int main(int argc, char* argv[]) { int n = argc &> 1 ? atoi(argv[1]) : 4; for (int j = 1; j &<= n; j++) { int s = 1 &<&< j, k = (1 &<&< n) - s, x; for (int y = s - j; y &>= 0; y--, putchar(" ")) { for (x = 0; x &< y + k; x++) printf(" "); for (x = 0; x + y &< s; x++) printf("%c ", "!" ^ y x); for (x = 1; x + y &< s; x++) printf("%c ", "!" ^ y (s - y - x - 1)); } } }

基本代碼來自Sierpinski triangle的實現，字元的想法來自於code golf - Draw A Sierpinski Triangle。

更新1: 上面的是我嘗試盡量用最少代碼來畫一個抽象一點的聖誕樹，因此樹榦都沒有。然後，我嘗試用更真實一點的風格。因為樹是一個比較自相似的形狀，這次使用遞歸方式描述樹榦和分支。

n = 0的時候，就是只畫一主樹榦，樹榦越高就越幼：

n = 1的時候，利用遞歸畫向兩面分支，旋轉，越高的部分縮得越小。

n = 2 的時候，繼續分支出更細的樹支。

n = 3就差不多夠細節了。

代碼長一點，為了容易理解我不「壓縮」它了。

#include & #include & #include &


#define PI 3.14159265359
float sx, sy;
float sdCircle(float px, float py, float r) {

    float dx = px - sx, dy = py - sy;

    return sqrtf(dx * dx + dy * dy) - r;

}

float opUnion(float d1, float d2) { return d1 &< d2 ? d1 : d2; } #define T px + scale * r * cosf(theta), py + scale * r * sin(theta) float f(float px, float py, float theta, float scale, int n) { float d = 0.0f; for (float r = 0.0f; r &< 0.8f; r += 0.02f) d = opUnion(d, sdCircle(T, 0.05f * scale * (0.95f - r))); if (n &> 0) for (int t = -1; t &<= 1; t += 2) { float tt = theta + t * 1.8f; float ss = scale * 0.9f; for (float r = 0.2f; r &< 0.8f; r += 0.1f) { d = opUnion(d, f(T, tt, ss * 0.5f, n - 1)); ss *= 0.8f; } } return d; } int main(int argc, char* argv[]) { int n = argc &> 1 ? atoi(argv[1]) : 3; for (sy = 0.8f; sy &> 0.0f; sy -= 0.02f, putchar(" ")) for (sx = -0.35f; sx &< 0.35f; sx += 0.01f) putchar(f(0, 0, PI * 0.5f, 1.0f, n) &< 0 ? "*" : " "); }

這段代碼實際上是用了圓形的距離場來建模，並且沒有優化。

這是一棵「祼樹」，未能稱得上是「聖誕樹」。

更新2: 簡單地加入裝飾及絲帶，在命令行可以選擇放大倍率，下圖是兩倍大的。

// f() 及之前的部分沿上

int ribbon() { float x = (fmodf(sy, 0.1f) / 0.1f - 0.5f) * 0.5f; return sx &>= x - 0.05f sx &<= x + 0.05f; } int main(int argc, char* argv[]) { int n = argc &> 1 ? atoi(argv[1]) : 3; float zoom = argc &> 2 ? atof(argv[2]) : 1.0f; for (sy = 0.8f; sy &> 0.0f; sy -= 0.02f / zoom, putchar(" ")) for (sx = -0.35f; sx &< 0.35f; sx += 0.01f / zoom) { if (f(0, 0, PI * 0.5f, 1.0f, n) &< 0.0f) { if (sy &< 0.1f) putchar("."); else { if (ribbon()) putchar("="); else putchar("............................#jo"[rand() % 32]); } } else putchar(" "); } }

2D的我想已差不多了。接下來看看有沒有空嘗試3D的。

更新3：終於要3D了。之前每個節點是往左和右分支，在三維中我們可以更自由一點，我嘗試在每個節點申出6個分支。最後用了簡單的Lambertian著色（即max(dot(N, L), 0）。

n = 1 的時候比較容易看出立體的著色：

可是n=3的時候已亂得難以辨認：

估計是因為aliasing而做成的。由於光照已經使用了finite difference來計演算法線，性能已經很差，我就不再嘗試做Supersampling去解決aliasing的問題了。另外也許Ambient occlusion對這問題也有幫助，不過需要更多的採樣。

因為需要三維旋轉，不能像二維簡單使用一個角度來代表旋轉，所以這段代碼加入了不少矩陣運算。當然用四元數也是可以的。

#include & #include & #include & #include &


#define PI 3.14159265359f
float sx, sy;
typedef float Mat[4][4];

typedef float Vec[4];
void scale(Mat* m, float s) {

    Mat temp = { {s,0,0,0}, {0,s,0,0 }, { 0,0,s,0 }, { 0,0,0,1 } };

    memcpy(m, temp, sizeof(Mat));

}
void rotateY(Mat* m, float t) {

    float c = cosf(t), s = sinf(t);

    Mat temp = { {c,0,s,0}, {0,1,0,0}, {-s,0,c,0}, {0,0,0,1} };

    memcpy(m, temp, sizeof(Mat));

}
void rotateZ(Mat* m, float t) {

    float c = cosf(t), s = sinf(t);

    Mat temp = { {c,-s,0,0}, {s,c,0,0}, {0,0,1,0}, {0,0,0,1} };

    memcpy(m, temp, sizeof(Mat));

}
void translate(Mat* m, float x, float y, float z) {

    Mat temp = { {1,0,0,x}, {0,1,0,y}, {0,0,1,z}, {0,0,0,1} };

    memcpy(m, temp, sizeof(Mat));

}
void mul(Mat* m, Mat a, Mat b) {

    Mat temp;

    for (int j = 0; j &< 4; j++)
        for (int i = 0; i &< 4; i++) {
            temp[j][i] = 0.0f;
            for (int k = 0; k &< 4; k++)
                temp[j][i] += a[j][k] * b[k][i];
        }
    memcpy(m, temp, sizeof(Mat));    
}

void transformPosition(Vec* r, Mat m, Vec v) {
    Vec temp = { 0, 0, 0, 0 };
    for (int j = 0; j &< 4; j++)
        for (int i = 0; i &< 4; i++)
            temp[j] += m[j][i] * v[i];
    memcpy(r, temp, sizeof(Vec));    
}

float transformLength(Mat m, float r) {
    return sqrtf(m[0][0] * m[0][0] + m[0][1] * m[0][1] + m[0][2] * m[0][2]) * r;
}

float sphere(Vec c, float r) {
    float dx = c[0] - sx, dy = c[1] - sy;
    float a = dx * dx + dy * dy;
    return a &< r * r ? sqrtf(r * r - a) + c[2] : -1.0f;
}

float opUnion(float z1, float z2) {
    return z1 &> z2 ? z1 : z2;

}
float f(Mat m, int n) {

    float z = -1.0f;

    for (float r = 0.0f; r &< 0.8f; r += 0.02f) {
        Vec v = { 0.0f, r, 0.0f, 1.0f };
        transformPosition(v, m, v);
        z = opUnion(z, sphere(v, transformLength(m, 0.05f * (0.95f - r))));
    }

    if (n &> 0) {

        Mat ry, rz, s, t, m2, m3;

        rotateZ(rz, 1.8f);

for (int p = 0; p &< 6; p++) { rotateY(ry, p * (2 * PI / 6)); mul(m2, ry, rz); float ss = 0.45f; for (float r = 0.2f; r &< 0.8f; r += 0.1f) { scale(s, ss); translate(t, 0.0f, r, 0.0f); mul(m3, s, m2); mul(m3, t, m3); mul(m3, m, m3); z = opUnion(z, f(m3, n - 1)); ss *= 0.8f; } } } return z; } float f0(float x, float y, int n) { sx = x; sy = y; Mat m; scale(m, 1.0f); return f(m, n); } int main(int argc, char* argv[]) { int n = argc &> 1 ? atoi(argv[1]) : 3; float zoom = argc &> 2 ? atof(argv[2]) : 1.0f; for (float y = 0.8f; y &> -0.0f; y -= 0.02f / zoom, putchar(" ")) for (float x = -0.35f; x &< 0.35f; x += 0.01f / zoom) { float z = f0(x, y, n); if (z &> -1.0f) { float nz = 0.001f; float nx = f0(x + nz, y, n) - z; float ny = f0(x, y + nz, n) - z; float nd = sqrtf(nx * nx + ny * ny + nz * nz); float d = (nx - ny + nz) / sqrtf(3) / nd; d = d &> 0.0f ? d : 0.0f; // d = d &< 1.0f ? d : 1.0f; putchar(".-:=+*#%@@"[(int)(d * 9.0f)]); } else putchar(" "); } }

更新4：發現之前的TransformLength()寫錯了，上面已更正。另外，考慮提升性能時，一般是需要一些空間剖分的方式去加速檢查，但這裡剛好是一個樹狀的場景結構，可以簡單使用Bounding volume hierarchy，我使用了球體作為包圍體積。只需加幾句代碼，便可以大大縮減運行時間。

另外，考慮到太小的葉片是很難採樣得到好看的結果，我嘗試以一個較大的球體去表現葉片（就如素描時考慮更整體的光暗而不是每片葉片的光暗），我覺得結果有進步。

float f(Mat m, int n) { // Culling { Vec v = { 0.0f, 0.5f, 0.0f, 1.0f }; transformPosition(v, m, v); if (sphere(v, transformLength(m, 0.55f)) == -1.0f) return -1.0f; }


    float z = -1.0f;

if (n == 0) { // Leaf Vec v = { 0.0f, 0.5f, 0.0f, 1.0f }; transformPosition(v, m, v); z = sphere(v, transformLength(m, 0.3f)); } else { // Branch for (float r = 0.0f; r &< 0.8f; r += 0.02f) { Vec v = { 0.0f, r, 0.0f, 1.0f }; transformPosition(v, m, v); z = opUnion(z, sphere(v, transformLength(m, 0.05f * (0.95f - r)))); } } // ... }

其實我在回答這問題的時候，並沒有計劃，只是一步一步地嘗試。現在我覺得用這規模的代碼大概不能再怎麼進展了。不過今天看到大堂里的聖誕樹，覺得那些裝飾物還挻有趣的，有時候除了畫整體，也可以畫局部，看看是否能再更新。

相關回答：

如何用C語言畫一個「心形」？ - Milo Yip 的回答

昨天畫個心，今天畫個聖誕樹。。。

#include & int main(int argc, char **argv) { puts("xf0x9fx8ex84"); return 0; }

不謝,給你半棵樹，湊合用

#include &

int main(){ printf("* "); printf("** "); printf("*** "); printf("***** "); printf("******* "); printf("********* "); printf("*********** "); printf("************* "); printf("*************** "); printf("***************** "); printf("* "); printf("* "); printf("* "); printf("* "); }

轉自：老手是這樣教新手編程的

#define M 002354l #define A 000644l #define G 000132l #define I 000322l #define C 000374l #define a ; #define b for #define c ++ #define d % #define e int #define f , #define g - #define h 011 #define i = #define j { #define k ) #define l " " #define m main #define n &< #define o } #define p &> #define q #define r ( #define s || #define t ? #define u putchar #define v void #define w "*" #define x : #define y " " #define _ / #define C_O_O_L return e u r e k a e m r v k j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j e z a b r z i M _ A _ G _ I _ C a z n G a u r z d h + z _ h p M _ A q z d h + z _ h n M _ G q z _ h n z d h + M _ I q z _ h p z d h g M _ C t w x y k f z d h g h + 1 s u r l k f z c k a u r l k a j j j j j j j j j j j C_O_O_L M _ A _ G _ I _ C a o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o

#include

char* ct = "

***

*****

*******

*
";

int main(int argc, char** argv){

printf(ct);

return 0;

}

//保證想畫啥畫啥

要是不限定是C語言這裡有一個JS的例子（動態3D旋轉聖誕樹）

M=Math;Q=M.random;J=[];U=16;T=M.sin;E=M.sqrt;for(O=k=0;x=z=j=i=k&<200;)with(M[k]=k?c.cloneNode(0):c){width=height=k?32:W=446;with(getContext("2d"))if(k&>10|!k)for(font="60px Impact",V="rgba(";I=i*U,fillStyle=k?k==13?V+"205,205,215,.15)":V+(147+I)+","+(k%2?128+I:0)+","+I+",.5)":"#cca",i&<7;)beginPath(fill(arc(U-i/3,24-i/2,k==13?4-(i++)/2:8-i++,0,M.PI*2,1)));else for(;x=T(i),y=Q()*2-1,D=x*x+y*y,B=E(D-x/.9-1.5*y+1),R=67*(B+1)*(L=k/9+.8)&>&>1,i++&&>0)+",40,.1)"),moveTo(U+x*8,U+y*8),lineTo(U+x*U,U+y*U),stroke();for(y=H=k+E(k++)*25,R=Q()*W;P=3,j&HQ()&>.8?Q(P=9)*4:0)&>&>1]}setInterval(function G(m,l){A=T(D-11);if(l)return(m[2]-l[2])*A+(l[0]-m[0])*T(D);a.clearRect(0,0,W,W);J.sort(G);for(i=0;L=J[i++];a.drawImage(M[L[3]+1],207+L[0]*A+L[2]*T(D)&>&>0,L[1]&>&>1)){if(i==2e3)a.fillText("Merry Christmas!",U,345);if(!(i%7))a.drawImage(M[13],((157*(i*i)+T(D*5+i*i)*5)%W)&>&>0,((113*i+(D*i)/60)%(290+i/99))&>&>0);}D+=.02},1)

源碼說明Román Cortés

運行效果在線觀看JS1k, 1k demo submission [856]

哥們你是準備在聖誕節表白嗎？

這個用for循環

#include& int main() { printf(" __________________________________________________ "); printf(" | _ | "); printf(" | /|,/ _ _ _ / ` /_ _ . _ _/_ _ _ _ _| "); printf(" |/ / /_" / / /_/ /_, / / / / _ / / / / /_| _ | "); printf(" | _/ | "); printf(" | ~~** 每晚都要看日出 **~~ | "); printf(" |__________________________________________________| "); printf(" "); printf(" "); printf(" * , "); printf(" _/^\_ "); printf(" &< &> "); printf(" * `/` * "); printf(" ,@.*;@, "); printf(" /_o.I %_ * "); printf(" * (`"--:o(_@; "); printf(" /`;--.,__ `") * "); printf(" ;@`o % O,*`"` "); printf(" * (`"--)_@ ;o %"() * "); printf(" /`;--._`""--._O"@; "); printf(" /*,()~o`;-.,_ `""`) "); printf(" * /`,@ ;+ () o*`;-"; "); printf(" (`""--.,_0 +% @" () "); printf(" /-.,_ ``""--....-"`) * "); printf(" * /@%;o`:;"--,.__ __." "); printf(" ;*,(); @ % ^;~`『`o;@(); * "); printf(" /(); o^~; ().o@*`;%O "); printf(" ` = .==~~==,,,.,=~= ~===` "); printf(" _____.----.0--""---------...___...-----._ "); printf(" "` ( * */ ___\0//___ "); printf(" =, )_ % |\ | | \| ~ "); printf(" .--" ") @ | \| | | "); printf(" _0 o( )_- . ., |\_|_|_\| ` "); printf(" `~~~` ` `- == -- == = -` "); printf(" "); printf(".:*~*:._.:*~*:._.:*~*:._.:*~*:._.:*~*:._.:*~*:.:*~*: "); return 0; }

聖誕樹是昨天晚上，hexo部署到Coding，Coding返回的。

#include&

int main(){

/*聖誕樹*/ int j,k,l;

for (int j = 1; j &< 5; ++j) {printf(" "); for (int k = j; k &< 5; ++k) { printf(" ");//輸出空格 } for (int l = 0; l &< j*2-1; ++l) { printf("*");//輸出*號 } printf(" ");//每次循環換行 } for (int j = 1; j &< 10; ++j) {printf(" "); for (int k = j; k &< 10; ++k) { printf(" ");//輸出空格 } for (int l = 0; l &< j*2-1; ++l) { printf("*");//輸出*號 } printf(" ");//每次循環換行 } for (int j = 1; j &< 20; ++j) {printf(" "); for (int k = j; k &< 20; ++k) { printf(" ");//輸出空格 } for (int l = 0; l &< j*2-1; ++l) { printf("*");//輸出*號 } printf(" ");//每次循環換行 } for (int j = 1; j &< 12; ++j) { printf(" "); for (int k = 1; k &< 5; ++k) { for (int l = 1; l &< 3; ++l) { printf("*"); } }printf(" "); } return 0; }

#include

int main()

{int a;

printf(" *
");

printf(" ***
");

printf(" *****
");

printf(" *******
");

printf(" *********
");

printf(" ***********
");

printf(" **
");

scanf("%d",a);

return 0;

}

c語言上機課看到這個問題，隨手畫了一個

又是不會做作業的來提問的吧

這個估計是大學生來求作業的啊╯﹏╰