aUCBLogo Demos and Tests / pretzel3


to pretzel3
   
;Pretzel by Mike Sandy
   ;NOTE DRAW USES 'THROW' TO TRAP A PARTICULAR ERROR


   
;reset
   
setsc 0
   
perspective
   
cs
   
ht

   
catch "stopping
   
[   comment 
      [   rs AND rl SHOULD BE SMALL, RELATIVELY PRIME INTEGERS. DO NOT PUT rs = rl
         fh (0 - 1) SIZE OF h RELATIVE TO rs
         size CONTROLS SIZE OF PLOT
         n NUMBER OF SEGMENTS/CYCLE FOR WHOLE CURVE
         lor (values 0 or 1) DETERMINES WHETHER KNOT IS LEFT OR RIGHT HANDED
      ]
   

      
;PRETZEL
      
draw [0 360*rs 1]
         
[size1*( dr*(cos u)+h*cos (dr/rs*u) )]
         
[size1*( dr*(sin u)-h*sin (dr/rs*u) )]
         
[size1*sin (fr*u+180*lor)]
         
[
            
rs rl_ 45 size 150
            
lor 1  0.2*rs dr rl_-rs size1 size/dr
            
fr rl_/rs
         
]
         
[offset [0 0 0eyepos [0 0 700]]
         
[bradius 0.25*size b_incr 15]
   
      
(rotateScene 1)
      
cs
   
      
;AMMONITE!
      
draw[-9 2*pi*0.05]
         
[size*c*(exp a*u)*((exp b)+1)*radsin u]
         
[size*c*(exp a*u)*((exp b)+1)*radcos u]
         
[0]
         
[2.2 size 204 0.05 0.1 b a*2*pi]
         
[offset [-12 0 0eyepos [-800 1000]]
         
[bradius size*c*(exp a*u)*((exp b)-1b_incr 15]
   
      
rotateScene
      
cs
   
      
;CONICAL SPIRAL
      
draw[0 2*pi*0.05]
         
[size*a*u/k*radsin u]
         
[size*a*u/k*radcos u]
         
[size*u/k]
         
[2.9 size 57 0.4 2*pi*c]
         
[offset [0 0 -95eyepos [0 1000 100]]
         
[bradius 1.5*u b_incr 15]
   
      
rotateScene
      
cs
   
      
;7-KNOT FROM LISSAJOUS CURVE
      
draw[-0.2 2*pi*0.01]
         
[size*radsin (a*u+b*pi)]
         
[size*radsin u]
         
[size*0.5*radcos u*7/3]
         
[size 200 2/k b 3/]
         
[offset [0 0 0eyepos [0 0 -1000]]
         
[bradius 0.15*size b_incr 15]
   
      
(rotateScene 3)
   
]
end

to draw  urange_l  xexpr_l yexpr_l zexpr_l  fnpars_l plotpars_l  bradius_l

   
comment
   [   urange_l - RANGE LIST FOR THE VARIABLE u - [START END INCR]
      u CAN ONLY APPEAR IN THE PARAMETRIC EQUATIONS AND BRADIUS VALUE
      xexpr_l etc. - PARAMETRIC EQUNS
      fnpars - AS LIST [var1 val1 var2 val2.. ]
      A VARIABLE MAY BE DEFINED IN TERMS OF PREVIOUSLY DEFINED VARIABLES/PARAMETERS
      BUT u IS NOT INCLUDED ANYWHERE IN THIS LIST
      plotpars_l - [offset [  ] eyepos [  ]]
      eyepos TURTLE -1 POSITION
      bradius - RADIUS OF BAND. u CAN BE INCLUDED IN ITS VALUE
      bradius AND b_incr MUST BE DECLARED
      b_incr band incremental angle in degreeS

      EXCEPT IN THE CASE OF A SIMPLE CURVE PLOT
      IF BRADIUS IS TOO SMALL COMPARED TO U THE PLOT IS STOPPED
   ]

   
   
clearShadows
   
enableShadows
   
local 
   
[   eyepos offset 
      
b_incr br_l bradius 
      
u_start u u_incr u_end 
      
iposn iposn0 
      
edge2_l edge1_l 
      
fl
      
timestart
   
]
   
timestart=timefine
   
eyepos=[0 0 1000]      ;SETS DEFAULT VALUE
   
offset=[0 0 0]         ;SETS DEFAULT VALUE

   
b_incr=run (list last bradius_l)      ;ASSIGNS BAND INCREMENT
   
br_l=butlast butlast bf bradius_l           ;BR_L bradius FORMULA
   
assign_val fnpars_l assign_val plotpars_l             ;ASSIGN VARIABLE VALUES
   
u_start=run (list first urange_l)
   
u=u_start                                   ;SET U TO START
   
urange_l=bf urange_l                             ;REMOVE 
   
u_incr=run (list last urange_l)            ;SET UP U INCREMENT
   
u_end=run butlast urange_l                  ;SET UP U_END
   
iposn=offset+(list x y z)            ;STORES FIRST CURVE POINT
   
iposn0=[]
   
edge2_l=[] 
   
edge1_l=[]             ;STORES FOR BAND EDGE COORD
   
fl=0                                         ;FLAG FOR START
   
setLightSpecular "white
   
setMaterialSpecular "white
   
setMaterialShininess 10
   
pd
   
SurfaceStart
   
repeat (round (u_end-u_start)/u_incr)+1 
   
[   u=u+u_incr
      
setPC hsb 360*u/(u_end-u_start1 1
      
bradius=run br_l                     ;ASSIGN BRADIUS FROM FORMULA
      
local [tcoord]
      
tcoord=offset+(list x y z;FIND NEXT CURVE POINT
      
ifelse bradius==0 
      
[
         
setposxyz iposn 
         
pd 
         
setposxyz tcoord 
         
pu
      
]
      
[
         
;   CURVE ONLY PLOT
         
if (and (abs u)>8*u_incr
            
(sqrt sumsq iposn-tcoord)>1.5*bradius)
         
[
            
(throw "ERROR [BRADIUS TOO SMALLOR U INCR TOO LARGE])
         
]
         
edge2 bradius                     ;GENERATES EDGE VALUES
         
SurfaceColumn
;         if fl==1 [band]
;         edge1_l=edge2_l 
;         edge2_l=[]
;         fl=1
;         iposn0=iposn
      
]
      
iposn=tcoord
      
if keyP [throw "stopping]
   
]
   
SurfaceEnd
   
castShadows
   
(pr [Drawn intimefine-timestart [seconds])
end

to assign_val val_list                                ;SETS UP PARAMETERS
   
if empty? val_list [stop]
   
make  (first val_list)  run (list first bf val_list)
   
assign_val bf bf val_list
end

to edge2 r
   
;MAKES LIST OF BAND EDGE COORDS
   
local [norm_ s theta phi ang vtx vtz]
   
norm_=iposn-tcoord                 ;SPHERICAL COORD OF NORMAL TO BAND
   
s=Norm norm_
   
theta=(atan first norm_ first bf norm_)
   
phi=arccos (last norm_)/s
   
ang=0

   
repeat (round (360/b_incr))+1 
   
[   vtx=tx r ang
      
vtz=tz r ang 
      
setPosXYZ (iposn+(list xc ang yc ang zc ang))
      
ang=ang+b_incr
   
]
end

to edge1 r
   
;AS edge2 BUT START PI OUT OF PHASE, CORRECTS ANOMALY
   
local [norm_ s theta phi ang vtx vtz]
   
norm_=iposn0-iposn
   
s=Norm norm_
   
theta=(atan first norm_ first bf norm_)
   
phi=arccos (last norm_)/s      ;CHANGE THE OVERLAP BETWEEN BANDS HERE
   
ang=180
   
edge1_l=[]

   
repeat (round (360/b_incr))+1
   
[   vtx=tx r ang
      
vtz=tz r ang 
      
edge1_l=fput (iposn0+(list xc ang yc ang zc ang)) edge1_l
      
ang=ang+b_incr
   
]
   
edge1_l=fput last edge1_l edge1_l
end

to band
   
local [p1 p2 q1 q2 dist]
   
p1=first edge1_l 
   
q1=first edge2_l
   
dist=(sqrt sumsq p1-q1)
   
   
if dist>2*bradius 
   
[                             ;ALLOWS FOR OUT OF PHASE CONDITION
      
edge1 bradius
      
p1=first edge1_l 
      
q1=first edge2_l
   
]
   
hband bf edge1_l bf edge2_l
end

to hband l1 l2
   
if empty? l1 [stop]
   
p2=first l1
   
q2=first l2
   
rect
   
p1=p2 q1=q2
   
hband bf l1 bf l2
end

to sumsq vec
   
op 0+vec*vec
;   if empty? vec [op 0 stop]
;   local [1stel]
;   1stel=first vec
;   op 1stel*1stel+sumsq bf vec
end

to rect
;   pu
;   setposxyz p1
   
pd
   
polystart
   
_setposxyz p2
   
_setposxyz q2
   
_setposxyz q1
   
_setposxyz p1
   
polyend
   
pu
end

to tx r ang   ;X FOR BAND AFTER Z ROTN
   
op r*(cos ang)*cos phi
end

to tz r ang   ;X FOR BAND AFTER Z ROTN
   
op r*(sin ang)
end

to xc ang      ;X BAND AFTER Y ROTN
   
op vtx*(cos theta)-vtz*sin theta
end

to yc ang
   
op vtx*(sin theta)+vtz*cos theta
end

to zc ang
   
op  -r*(cos ang)*sin phi
end

to swap
   
p1=p0
   
p3=p2
end

to x                                                    ;X FOR CURVE
   
op run xexpr_l
end

to y
   
op run yexpr_l
end

to z
   
op run zexpr_l
end

to atan x_ y_
   
if (and x_==y_==0) [op   stop]
   
if (and x_==y_>) [op  90 stop]
   
if (and x_==y_<0)  [op -90 stop]
   
op (arctan x_ y_)
end