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Viewing changes to plplot/plplot-5.9.9/examples/tcl/x27.tcl

  • Committer: Joachim Erfle
  • Date: 2013-07-24 13:53:41 UTC
  • Revision ID: joachim.erfle@desy.de-20130724135341-1qojpp701zsn009p
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Lines of Context:
plplot/plplot-5.9.9/examples/tcl/x27.tcl
 
1
# $Id: x27.tcl 11859 2011-08-05 08:38:34Z andrewross $
 
2
#
 
3
#  Drawing "spirograph" curves - epitrochoids, cycolids, roulettes
 
4
#
 
5
#  Copyright (C) 2007  Arjen Markus
 
6
#  Copyright (C) 2008  Andrew Ross
 
7
#
 
8
# This file is part of PLplot.
 
9
#
 
10
# PLplot is free software; you can redistribute it and/or modify
 
11
# it under the terms of the GNU Library General Public License as published
 
12
# by the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
 
13
# (at your option) any later version.
 
14
#
 
15
# PLplot is distributed in the hope that it will be useful,
 
16
# but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 
17
# MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
 
18
# GNU Library General Public License for more details.
 
19
#
 
20
# You should have received a copy of the GNU Library General Public License
 
21
# along with PLplot; if not, write to the Free Software
 
22
# Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
 
23
#
 
24
#
 
25
 
 
26
# --------------------------------------------------------------------------
 
27
# main
 
28
#
 
29
# Generates two kinds of plots:
 
30
#   - construction of a cycloid (animated)
 
31
#   - series of epitrochoids and hypotrochoids
 
32
# --------------------------------------------------------------------------
 
33
 
 
34
proc x27 {{w loopback}} {
 
35
 
 
36
  #     R, r, p, N
 
37
  set params {
 
38
    { 21.0   7.0   7.0   3.0  }
 
39
    { 21.0   7.0  10.0   3.0  }
 
40
    { 21.0  -7.0  10.0   3.0  }
 
41
    { 20.0   3.0   7.0  20.0  }
 
42
    { 20.0   3.0  10.0  20.0  }
 
43
    { 20.0  -3.0  10.0  20.0  }
 
44
    { 20.0  13.0   7.0  20.0  }
 
45
    { 20.0  13.0  20.0  20.0  }
 
46
    { 20.0 -13.0  20.0  20.0  }}
 
47
 
 
48
  #  Illustrate the construction of a cycloid
 
49
 
 
50
  cycloid $w
 
51
 
 
52
  #  Loop over the various curves
 
53
  #  First an overview, then all curves one by one
 
54
  $w cmd pladv 0
 
55
  $w cmd plssub 3 3
 
56
 
 
57
  set fill 0
 
58
 
 
59
  for { set i 0 } { $i < 9 } { incr i } {
 
60
     $w cmd pladv 0
 
61
     $w cmd plvpor 0.0  1.0  0.0  1.0
 
62
     spiro $w [lindex $params $i] $fill
 
63
  }
 
64
  $w cmd pladv 0
 
65
  $w cmd plssub 1 1
 
66
 
 
67
  for { set i 0 } { $i < 9 } { incr i } {
 
68
     $w cmd pladv 0
 
69
     $w cmd plvpor 0.0  1.0  0.0  1.0
 
70
     spiro $w [lindex $params $i] $fill
 
71
  }
 
72
 
 
73
  #  Fill the curves
 
74
  set fill 1
 
75
 
 
76
  $w cmd pladv 0
 
77
  $w cmd plssub 1 1 ;# One window per curve
 
78
 
 
79
  for { set i 0 } { $i < 9 } { incr i } {
 
80
      $w cmd  pladv 0
 
81
      $w cmd  plvpor 0.0 1.0 0.0 1.0
 
82
      spiro $w [lindex $params $i] $fill
 
83
  }
 
84
 
 
85
  arcs $w
 
86
}
 
87
 
 
88
#--------------------------------------------------------------------------
 
89
# Calculate greatest common divisor following pseudo-code for the
 
90
# Euclidian algorithm at http://en.wikipedia.org/wiki/Euclidean_algorithm
 
91
 
 
92
proc gcd {a b} {
 
93
 
 
94
    set a [expr {int(abs($a))}]
 
95
    set b [expr {int(abs($b))}]
 
96
    while { $b != 0 } {
 
97
        set t $b
 
98
        set b [expr {$a % $b}]
 
99
        set a $t
 
100
    }
 
101
    return $a
 
102
}
 
103
 
 
104
#  ===============================================================
 
105
 
 
106
proc cycloid {w} {
 
107
 
 
108
  #     TODO
 
109
 
 
110
}
 
111
 
 
112
#  ===============================================================
 
113
 
 
114
proc spiro {w params fill} {
 
115
 
 
116
  foreach {param1 param2 param3 param4} $params {break}
 
117
 
 
118
  set NPNT 2000
 
119
 
 
120
  matrix xcoord f [expr {$NPNT+1}]
 
121
  matrix ycoord f [expr {$NPNT+1}]
 
122
 
 
123
  #     Fill the coordinates
 
124
 
 
125
  #     Proper termination of the angle loop very near the beginning
 
126
  #     point, see
 
127
  #     http://mathforum.org/mathimages/index.php/Hypotrochoid.
 
128
  set windings [expr {int(abs($param2)/[gcd $param1 $param2])}]
 
129
  set steps    [expr {int($NPNT/$windings)}]
 
130
  set dphi     [expr {2.0*$::PLPLOT::PL_PI/double($steps)}]
 
131
  # puts [ format "windings, steps, dphi = %d, %d, %f" $windings $steps $dphi ]
 
132
 
 
133
  set n [expr {int($windings*$steps)+1}]
 
134
 
 
135
  for { set i 0 } { $i < $n } { incr i } {
 
136
     set phi  [expr {double($i) * $dphi}]
 
137
     set phiw [expr {($param1-$param2)/$param2*$phi}]
 
138
     xcoord $i = [expr {($param1-$param2)*cos($phi)+$param3*cos($phiw)}]
 
139
     ycoord $i = [expr {($param1-$param2)*sin($phi)-$param3*sin($phiw)}]
 
140
 
 
141
     if { $i == 0} {
 
142
        set xmin [xcoord 0]  
 
143
        set xmax [xcoord 0]  
 
144
        set ymin [ycoord 0]  
 
145
        set ymax [ycoord 0]  
 
146
     }  
 
147
     if { $xmin > [xcoord $i] } { set xmin [xcoord $i] }
 
148
     if { $xmax < [xcoord $i] } { set xmax [xcoord $i] }
 
149
     if { $ymin > [ycoord $i] } { set ymin [ycoord $i] }
 
150
     if { $ymax < [ycoord $i] } { set ymax [ycoord $i] }
 
151
  }
 
152
 
 
153
  set xrange_adjust [expr {0.15 * ($xmax - $xmin) }]
 
154
  set xmin [expr {$xmin - $xrange_adjust }]
 
155
  set xmax [expr {$xmax + $xrange_adjust }]
 
156
  set yrange_adjust [expr {0.15 * ($ymax - $ymin) }]
 
157
  set ymin [expr {$ymin - $yrange_adjust }]
 
158
  set ymax [expr {$ymax + $yrange_adjust }]
 
159
 
 
160
  $w cmd plwind $xmin $xmax $ymin $ymax
 
161
 
 
162
  $w cmd plcol0 1
 
163
 
 
164
  if { $fill } {
 
165
      $w cmd plfill $n xcoord ycoord
 
166
  } else {
 
167
      $w cmd plline $n xcoord ycoord
 
168
  }
 
169
}
 
170
 
 
171
proc arcs {w} {
 
172
    set NSEG 8
 
173
    set pi $::PLPLOT::PL_PI
 
174
 
 
175
    set theta 0.0
 
176
    set dtheta [expr {360.0 / $NSEG}]
 
177
    $w cmd plenv -10.0 10.0 -10.0 10.0 1 0
 
178
 
 
179
    # Plot segments of circle in different colors
 
180
    for { set i 0 } { $i < $NSEG } {incr i} {
 
181
        $w cmd plcol0 [expr {$i%2 + 1}]
 
182
        $w cmd plarc 0.0 0.0 8.0 8.0 $theta [expr {$theta + $dtheta}] 0.0 0
 
183
        set theta [expr {$theta + $dtheta}]
 
184
    }
 
185
 
 
186
    # Draw several filled ellipses inside the circle at different
 
187
    # angles.
 
188
    set a 3.0
 
189
    set b [expr {$a * tan( ($dtheta/180.0*$pi)/2.0 )}]
 
190
    set theta  [expr {$dtheta/2.0}]
 
191
    for {set i 0} { $i < $NSEG } { incr i } {
 
192
        $w cmd plcol0 [expr {2 - $i%2}]
 
193
        $w cmd plarc [expr {$a*cos($theta/180.0*$pi)}] [expr {$a*sin($theta/180.0*$pi)}] $a $b 0.0 360.0 $theta 1
 
194
        set theta [expr {$theta + $dtheta}]
 
195
    }
 
196
 
 
197
}