Bezier曲線を描いてみる

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#include <iostream>

#include "Bresenham.hpp"

#include <array>
#include <vector>

using rgb_t = std::array<unsigned char, 3>;

struct Image_t {
  int width;
  int height;
  std::vector<rgb_t> data;
  Image_t(int _width_, int _height_) {
    width = _width_;
    height = _height_;
    data = std::vector<rgb_t>(width * height);
  }

  inline int pos(const int x, const int y)const {
    return y * width + x;
  }
  inline bool valid(const int x, const int y)const {
    if (x < 0)return false;
    if (y < 0)return false;
    if (x >= width)return false;
    if (y >= height)return false;
  }
};

void ppmP3_write(
  const char* const fname,
  const int width,
  const int height,
  const unsigned char* const p
);


struct coord_t { int x, y; };


void Bresenham(
  Image_t& img,
  const coord_t s,
  const coord_t e,
  const rgb_t color
) {
  Bresenham(img.data.data(), img.width, img.height, s.x, s.y, e.x, e.y, color);
}

//! @brief 画像をクリア
//! @param [in,out] img クリアする画像
//! @param [in] color クリアする色
//! @return なし
void fill(Image_t& img, const rgb_t color) {
  std::fill(img.data.begin(), img.data.end(), color);
}

//! @brief 大きさのある点（矩形）を書き込む
//! @param [in,out] img 書き込む画像
//! @param [in] pos 書き込む位置
//! @param [in] color 書き込む色
//! @param [in] size 点の大きさ
//! @return なし
void plot(Image_t& img, const coord_t pos, const rgb_t color, const int size) {

  int bx = pos.x - size / 2;
  int ax = bx + size;
  int by = pos.y - size / 2;
  int ay = by + size;
  for (size_t x = bx; x < ax; x++) {
    for (size_t y = by; y < ay; y++) {
      if (img.valid(x, y)) {
        img.data[img.pos(x, y)] = color;
      }
    }
  }

}

//! @brief Bézier Curve
//! @param [in,out] img 書き込む画像
//! @param [in] 制御点三点
//! @param [in] color 書き込む色
//! @return なし
//! @sa https://ja.javascript.info/bezier-curve
void Bezier(Image_t& img,const std::array<coord_t,3>& points, const rgb_t& color) {

  const int step=30;


  coord_t P1 = points[0];
  coord_t P2 = points[1];
  coord_t P3 = points[2];

  for (size_t s = 0; s < step; s++) {
    double t = s / (double)step;
    double ti = 1.0 - t;
    coord_t P;

    P.x =
      pow(ti, 2) * P1.x +
      2 * ti * t * P2.x +
      pow(t, 2) * P3.x;
    P.y =
      pow(ti, 2) * P1.y +
      2 * ti * t * P2.y +
      pow(t, 2) * P3.y;

    if (img.valid(P.x, P.y)) {

      plot(img, P, color, 3);

    }
  }

}

int main()
{
  Image_t img(400,300);

  fill(img, rgb_t{ 255,255,255 });

  std::array<coord_t,3> vcd;

  vcd[0] = { 50,20 };

  vcd[1] = {200,200};

  vcd[2] = { 300,60 };


  Bezier(img, vcd, rgb_t{ 0,0,255 });// ベジェ曲線を描く

  Bresenham(img, vcd[0], vcd[1], rgb_t{ 0,0,0 });// ブレゼンハムでハンドルを結ぶ線を描く
  Bresenham(img, vcd[2], vcd[1], rgb_t{ 0,0,0 });

  plot(img, vcd[0], rgb_t{ 125,0,0 }, 5);// ハンドルを描画
  plot(img, vcd[1], rgb_t{ 125,0,0 }, 5);
  plot(img, vcd[2], rgb_t{ 125,0,0 }, 5);

  ppmP3_write("abc.ppm", img.width, img.height, (unsigned char*)img.data.data());
}




//! @brief PPM(RGB各1byte,カラー,テキスト)を書き込む
//! @param [in] fname ファイル名
//! @param [in] width 画像の幅
//! @param [in] height 画像の高さ
//! @param [in] p 画像のメモリへのアドレス
//! @param [in] vmax 全てのRGBの中の最大値。普通の画像なら255
//! @details RGBRGBRGB....のメモリを渡すと、RGBテキストでファイル名fnameで書き込む
void ppmP3_write(
  const char* const fname,
  const int width,
  const int height,
  const unsigned char* const p
) {

  FILE* fp = fopen(fname, "wb");
  fprintf(fp, "P3\n%d %d\n%d\n", width, height, 255);

  size_t k = 0;
  for (size_t i = 0; i < (size_t)height; i++) {
    for (size_t j = 0; j < (size_t)width; j++) {
      fprintf(fp, "%d %d %d ",
        p[k * 3 + 0],
        p[k * 3 + 1],
        p[k * 3 + 2]
      );
      k++;
    }
    fprintf(fp, "\n");
  }

  fclose(fp);
}