Ihre Aufgabe ist es, eine Bézier-Kurve anhand der Kontrollpunkte zu zeichnen. Das einzige Kriterium ist, dass Sie tatsächlich zeigen müssen, wie die Kurve vom anfänglichen Kontrollpunkt bis zum letzten gezeichnet wird.

Kriterien

• Das Ergebnis muss animiert werden, zB es hat zeigen irgendwie den Ziehprozess. Die Art und Weise, wie Sie die Animation ausführen, ist irrelevant. Sie kann ein erzeugen .gif, in ein Fenster zeichnen oder ASCII-Ergebnisse erzeugen (und möglicherweise den Bildschirm nach jedem Zeichnen löschen) usw.
• Es muss mindestens 64 Kontrollpunkte unterstützen.
• Dies ist ein Beliebtheitswettbewerb, daher möchten Sie Ihrem Programm möglicherweise einige zusätzliche Funktionen hinzufügen, um mehr Upvotes zu erhalten. (Meine Antwort zum Beispiel zeigt die Kontrollpunkte und eine visuelle Hilfe, wie das Bild erzeugt wird.)
• Der Gewinner ist die am besten bewertete gültige Antwort 7 Tage nach der letzten gültigen Einreichung.
• Mein Beitrag zählt nicht als gültig.

Wie zeichnet man eine Bézier-Kurve

Angenommen, wir möchten 100 Iterationen zeichnen. Um den nth Punkt der Kurve zu erhalten, können Sie den folgenden Algorithmus verwenden:

1. Take each adjanced control point, and draw a line between them
2. Divide this line by the number of iterations, and get the nth point based on this division.
3. Put the points you've got into a separate list. Let's call them "secondary" control points.
4. Repeat the whole process, but use these new "secondary" control points. As these points have one less points at each iteration eventually only one point will remain, and you can end the loop.
5. This will be nth point of the Bézier curve

Dies ist möglicherweise etwas schwer zu verstehen, wenn es aufgeschrieben wird. Hier sind einige Bilder, um es zu veranschaulichen:

Für zwei Kontrollpunkte (in schwarzen Punkten dargestellt) haben Sie zunächst nur eine Linie (die schwarze Linie). Wenn Sie diese Linie durch die Anzahl der Iterationen dividieren und den nth-Punkt erhalten, erhalten Sie den nächsten Punkt der Kurve (rot dargestellt):

Bei drei Kontrollpunkten müssen Sie zuerst die Linie zwischen dem ersten und dem zweiten Kontrollpunkt und dann die Linie zwischen dem zweiten und dem dritten Kontrollpunkt teilen. Sie erhalten die mit blauen Punkten markierten Punkte.

Dann, da Sie noch zwei Punkte haben, müssen Sie eine Linie zwischen diesen beiden Punkten zeichnen (blau im Bild) und sie erneut teilen, um den nächsten Punkt für die Kurve zu erhalten:

Wenn Sie mehr Kontrollpunkte hinzufügen, bleibt der Algorithmus derselbe, es müssen jedoch immer mehr Iterationen durchgeführt werden. So würde es mit vier Punkten aussehen:

Und fünf Punkte:

Sie können auch meine Lösung überprüfen, mit der diese Bilder erstellt wurden, oder mehr über das Erstellen von Bézier-Kurven bei Wikipedia lesen

In Mathematica rekursiv ohne Einschränkung der Anzahl der Kontrollpunkte in nur drei Zeilen ausgeführt:

ctrlPts = {{0, 0}, {1, 1}, {2, 0}, {1, -1}, {0, 0}};
getLines[x_List] := Partition[x, 2, 1];
partLine[{a_, b_}, t_] := t a + (1 - t) b;
f[pts_, t_] := NestList[partLine[#, t] & /@ getLines@# &, pts, Length@pts- 1]

Es zu zeigen ist mehr als die Berechnungen !:

color[x_] := ColorData[5, "ColorList"][[x[[1]]]]
Animate[Graphics[{PointSize[.03], ,
        MapIndexed[{color@#2, Point/@ #1,Line@#1} &, f[ctrlPts,t]],
        Red, Point@Last@f[ctrlPts, t],
        Line@Flatten[(Last@f[ctrlPts, #]) & /@ Range[0, t, 1/50], 1]}], {t, 0, 1}]

Code-Zerlegung (Art) für den calc-Teil:

getLines[x_List] := Partition[x, 2, 1]; (* Takes a list of points { pt1, pt2, pt...} 
                                           as input and returns {{pt1,pt2}, {pt2,pt3} ...}
                                           which are the endpoints for the successive
                                           lines between the input points *)

partLine[{a_, b_}, t_] := t a + (1 - t) b;(* Takes two points and a "time" as input 
                                             and calculates
                                             a linear interpolation between them*)

f[pts_, t_] := NestList[partLine[#, t] & /@ getLines@# &, pts, Length@pts- 1]
                                          (* This is where the meat is :) 
     Takes a list of n points and a "time" as input.
     Operates recursively on the previous result n-1 times, preserving all the results 
     Each time it does the following with the list {pt1, pt2, pt3 ...} received:
           1) Generates a list {{pt1, pt2}, {pt2, pt3}, {pt3, pt4} ...}
           2) For each of those sublists calculate the linear interpolation at time "t",
              thus effectively reducing the number of input points by 1 in each round.
     So the end result is a list of lists resembling:
     {{pt1, pt2, pt3 ...}, {t*pt1+(1-t)*pt2, t*pt2+(1-t)*pt3,..}, {t*pt12+(1-t)*pt23, ..},..}
                             --------------   ---------------         
                                  pt12              pt23
     And all those are the points you see in the following image:

Mit ein paar weiteren Linien können Sie die Kontrollpunkte interaktiv ziehen, während die Animation ausgeführt wird:

Manipulate[
 Animate[Graphics[{
    PointSize[.03], Point@pts,
    MapIndexed[{color@#2, Point /@ #1, Line@#1} &, f[pts, t]],
    Red, Point@Last@f[pts, t], Line@Flatten[(Last@f[pts, #]) & /@ Range[0, t, 1/50], 1]}, 
   PlotRange -> {{0, 2}, {-1, 1}}], {t, 0, 1}],
  {{pts, ctrlPts}, Locator}]

Hier ziehen Sie den grünen Punkt:

BTW, den gleichen Code läuft in 3D ohne Modifikationen (Für die Mathematica - Freaks müssen Sie nur ersetzen Graphics[]durch Graphics3D[]und eine dritte auf die Kontrollpunkte Koordinatenliste hinzugefügt werden ):

NB:

Natürlich wird dieser Kludge in Mathematica nicht benötigt, da es verschiedene Grundelemente zum Zeichnen von Beziers gibt:

Graphics[{BSplineCurve[ctrlPts], Green, Line[ctrlPts], Red,  Point[ctrlPts]}]

Python

Sicherlich nicht der effizienteste oder schönste Code, aber es hat Spaß gemacht, ihn zu schreiben. Rennen wie

$> python thisscript.py

Die Kontrollpunkte werden vorerst nach dem Zufallsprinzip generiert, aber es ist trivial, sie zu erweitern, um Standard- oder Dateieingaben zu ermöglichen.

• Zeigt die Kontrollpunkte an
• Zeigt die Iterationen an
• Unterschiedliche Farbe für jede Iteration

Als Bonus gibt es einen Endlosmodus, der garantiert für Unterhaltung für Stunden, wenn nicht Tage sorgt!

Matplotlib ist erforderlich und ImageMagick, wenn Sie das resultierende GIF speichern möchten. Getestet bis zu 64 Kontrollpunkte (läuft sehr langsam mit einer großen Anzahl von Punkten!)

import matplotlib
matplotlib.use('GTkAgg')
import pylab as pl
from math import sin,cos,pi
from random import random
import os
import time

class Point:
    def __init__(self,x,y):
        self.x=x
        self.y=y
    def __repr__(self):
        return "[{:.3f},{:.3f}]".format(self.x,self.y)
    def __str__(self):
        return self.__repr__()

class Path:
    def __init__(self,points):
        self.points=points
    def interpolate(self,u): # interpolate the path, resulting in another path with one point less in length
        pts = [None]*(len(self.points)-1)
        for i in range(1,len(self.points)):
            x = self.points[i-1].x + u*( self.points[i].x - self.points[i-1].x)
            if (self.points[i-1].x == self.points[i].x): # vertical line
                y = self.points[i-1].y + u*( self.points[i].y - self.points[i-1].y)
            else:
                y = self.points[i-1].y + (self.points[i].y - self.points[i-1].y)/(self.points[i].x - self.points[i-1].x)*( x - self.points[i-1].x)
            pts[i-1] = Point(x,y)
        return Path(pts)

    def interpolate_all(self,u): # interpolate all the paths
        paths = [None]*len(self.points)
        paths[0]=self
        for i in range(1,len(paths)):
            paths[i] = paths[i-1].interpolate(u)
        return paths

    def draw(self,ax,color,*args,**kwargs):
        x = [ p.x for p in self.points]
        y = [ p.y for p in self.points]
        ax.plot(x,y,*args,color=color,**kwargs)
        ax.scatter([p.x for p in self.points], [p.y for p in self.points],color=color)  

    def __str__(self):
        return str(self.points)

def bezier(path,ustep,ax,makeGif):
    if makeGif:
        os.system("mkdir -p tempgif")
    u=0.
    x=[] # x coordinate list for the bezier path point
    y=[] # y coordinate list for the bezier path point
    pl.ion()
    pl.show()
    n=0
    while u < 1.+ustep: # and not u <= 1.0 to get rid of rounding errors 
        ax.cla()
        paths = path.interpolate_all(u)
        x.append(paths[-1].points[0].x)
        y.append(paths[-1].points[0].y)
        u+=ustep
        for i in range(len(paths)):
            color = pl.cm.jet(1.*i/len(paths)) # <-- change colormap here for other colors, for a list of available maps go to http://wiki.scipy.org/Cookbook/Matplotlib/Show_colormaps
            paths[i].draw(ax,color=color,lw=2) # draw all the paths
        ax.plot(x,y,color='red',lw=5) # draw the bezier curve itself
        pl.draw()
        if makeGif:
            pl.savefig("tempgif/bezier_{:05d}.png".format(n))
            n+=1
    if makeGif:
        print("Creating your GIF, this can take a while...")
        os.system("convert -delay 5 -loop 0 tempgif/*.png "+makeGif)
        os.system("rm -r tempgif/")
        print("Done.")
    pl.ioff()

def getPtsOnCircle(R,n):
    x = [None]*(n+1)
    y = [None]*(n+1)
    for i in range(n+1):
        x[i] = R*cos(i*2.*pi/n)
        y[i] = R*sin(i*2.*pi/n)
    return x,y

def getRndPts(n):
    x = [ random() for i in range(n) ]
    y = [ random() for i in range(n) ]
    return x,y

def run(ax,x,y,makeGif=False):
    ctrlpoints = [ Point(px,py) for px,py in zip(x,y) ]
    path = Path(ctrlpoints)
    bezier(path,0.01,ax,makeGif) # 0.01 is the step size in the interval [0,1]

def endless_mode(ax):
    while True:
        x,y = getRndPts( int(5+random()*10) )
        run(ax,x,y)
        pl.draw()
        time.sleep(0.5) # pause for a moment to gaze upon the finished bezier curve
def main():
    fig = pl.figure(figsize=(6,6)) # <-- adjust here for figure size
    fig.subplots_adjust(0,0,1,1)
    ax = fig.add_subplot(111)
    ax.get_xaxis().set_visible(False)
    ax.get_yaxis().set_visible(False)
    opt = raw_input("[s]ingle run or [e]ndless mode? ")
    if opt=='s':
        gifname = raw_input("Name of output GIF (leave blank for no GIF): ")
        x,y = getRndPts(15)
        run(ax,x,y,gifname if gifname != "" else False)
        pl.show()
    elif opt=='e':
        endless_mode(ax)
    else:
        print("Invalid input: "+opt)

main()

Nachsatz

gifUm eine zu generieren , stellen Sie sicher, dass 'emitpages' als true definiert ist und:

gs -sDEVICE=png16 -g500x500 -o bezan%03d.png bezanim.ps
convert bezan*.png bezan.gif

zusätzliche Funktionen:

• konfigurierbarer Begrenzungsrahmen
• 2 Generatoren: zufällige Punkte, zufällig permutierter, abgeflachter Bezier
• "Overlay" -Animation (wo nichts gelöscht wird).
• optionale 'showpage' (Verwendung zum Erzeugen von gifs, Weglassen der Vorschau auf dem Bildschirm)

Bei Verwendung von Ghostscript und größeren Punktmengen unterscheidet sich die Bildschirmvorschau stark von den generierten Bildern, da Sie beobachten können, wie die Linien auf jedem Punkt "konvergieren".

einfache Menge von Punkten, skaliert mit png48:

einfaches Set mit Overlay:

viele Punkte, Überlagerungsanimation:

Nicht-Overlay:

Code:

%!
/iterations 100 def
%/Xdim 612 def
%/Ydim 792 def
/Xdim 400 def
/Ydim 400 def
/scalepage {
    100 100 translate
    %1 5 scale % "tron"?
    1 3 dup dup scale div currentlinewidth mul setlinewidth
} def scalepage
/gen 2 def  % 0:rand points  1:rand permuted bezier
            % 2:special list
/genN 6 def % number of generated points
/overlay true def
/emitpages false def
/emitpartials false def
/.setlanguagelevel where { pop 2 .setlanguagelevel } if

/pairs { % array-of-points  .  array-of-pairs-of-points
    [ exch 0 1 2 index length 2 sub { % A i
        2 copy 2 getinterval % A i A_[i..i+1]
        3 1 roll pop % A_[i..i+1] A
    } for pop ]
} def

/drawpairs {
    gsave
    dup 1 exch length B length div sub setgray
    {
        aload pop
        aload pop moveto
        aload pop lineto
        stroke
        %flushpage
    } forall
    %flushpage
    %emitpartials { copypage } if
    grestore
} def

/points { % array-of-pairs  .  array-of-points
    [ exch { % pair
        [ exch
        aload pop % p0 p1
        aload pop 3 2 roll aload pop % p1x p1y p0x p0y
        exch % p1x p1y p0y p0x
        4 3 roll % p1y p0y p0x p1x
        exch % p1y p0y p1x p0x
        2 copy sub n mul add exch pop % p1y p0y p0x+n(p1x-p0x)
        3 1 roll % p0x+n(p1x-p0x) p1y p0y
        2 copy sub n mul add exch pop % p0x+n(p1x-p0x) p0y+n(p1y-p0y)
        ]
    } forall ]
} def

/drawpoints {
    gsave
    dup length B length div setgray
    {
        newpath
        aload pop 2 copy moveto currentlinewidth 3 mul 0 360 arc fill
        %flushpage
    } forall
    %flushpage
    emitpartials { copypage } if
    grestore
} def

/anim {
    /B exch def
    /N exch def
    /Bp B pairs def
    Bp drawpairs
    1 0 0 setrgbcolor
    B 0 get aload pop moveto
    0 1 N div 1 { /n exch def
        B
        {
            dup length 1 eq { exit } if
            dup drawpoints
            pairs dup drawpairs
            points
        } loop
        aload pop
        aload pop
        2 copy
        gsave
            newpath
            2 copy moveto currentlinewidth 3 mul 0 360 arc fill
        grestore
        lineto currentpoint stroke 2 copy moveto
        gsave
            count dup 1 add copy
            3 1 roll moveto
            2 idiv 1 sub {
                lineto
            } repeat
            pop
            stroke
        grestore
        emitpages {
            currentpoint
            currentrgbcolor
            overlay { copypage }{ showpage scalepage } ifelse
            setrgbcolor
            moveto
        }{
            flushpage 10000 { 239587 23984 div pop } repeat 
            flushpage 4000 { 239587 23984 div pop } repeat
            overlay not {
                erasepage Bp drawpairs
            } if
            %flushpage
        } ifelse
    } for
    moveto N { lineto } repeat stroke
} def

% "main":

iterations
[
    { [ genN { [ rand Xdim mod rand Ydim mod ] } repeat ] }
    {
        40 setflat
        rand Xdim mod rand Ydim mod moveto
        genN 1 sub 3 div ceiling cvi
            { 3 { rand Xdim mod rand Ydim mod } repeat curveto } repeat
        flattenpath
        [{2 array astore}dup{}{}pathforall]
        [exch dup 0 get exch 1 1 index length 1 sub getinterval {
            rand 2 mod 0 eq { exch } if
        } forall]
        0 genN getinterval
    }
    {
        [
            [10 10]
            [100 10]
            [100 100]
            [10 100]
            [10 40]
            [100 40]
            [130 10]
            [50 50]
            [80 50]
            [110 30]
            [20 50]
            [70 50]
            [60 50]
            [10 10]
            [40 50]
            [30 50]
            [10 30]
            [90 50]
            [10 50]
            [120 20]
            [10 20]
        ] 0 genN getinterval
    }
] gen get exec

newpath anim

stroke

Ruby + RMagick

Zusatzfunktionen:

• Zeigt die Kontrollpunkte an
• Zeigt jede Iteration an
• Verwendet verschiedene Farben für jede Iteration

So verwenden Sie das Senden der Punkte von STDIN:

$ echo "300 400 400 300 300 100 100 100 200 400" | ./draw.rb

Ergebnis wird drinnen sein result.gif:

Hier ist ein weiterer Lauf mit 12 + 1 Punkten:

$ echo "100 100 200 200 300 100 400 200 300 300 400 400 300 500 200 400 100 500 0   400 100 300 0   200 100 100" | ./draw.rb

Code

Dies ist weder Golf noch zu lesbar, tut mir leid.

draw.rb

#!/usr/bin/env ruby
require 'rubygems'
require 'bundler/setup'
Bundler.require(:default)

ITERATIONS = 100

points = ARGF.read.split.map(&:to_i).each_slice(2).to_a
result = []

def draw_line(draw,points)
  points.each_cons(2) do |a,b|
    draw.line(*a, *b)
  end
end

def draw_dots(draw,points,r)
  points.each do |x,y|
    draw.ellipse(x,y,r,r,0,360)
  end
end

canvas = Magick::ImageList.new

0.upto(ITERATIONS) do |i|
  canvas.new_image(512, 512)

  draw = Magick::Draw.new

  draw.stroke('black')
  draw.stroke_width(points.length.to_f/2)
  draw_line(draw,points)
  draw_dots(draw,points,points.length)

  it = points.dup
  while it.length>1
    next_it = []
    it.each_cons(2) do |a,b|
      next_it << [b[0]+(a[0]-b[0]).to_f/ITERATIONS * i, b[1]+(a[1]-b[1]).to_f/ITERATIONS * i]
    end
    draw.stroke("hsl(#{360/points.length.to_f*next_it.length},100,100)")
    draw.fill("hsl(#{360/points.length.to_f*next_it.length},100,100)")
    draw.stroke_width(next_it.length.to_f/2)
    draw_line(draw,next_it)
    draw_dots(draw,next_it,next_it.length)
    it = next_it
  end

  result << it.first

  draw.stroke("hsl(0,100,100)")
  draw.fill("hsl(0,100,100)")
  draw.stroke_width(points.length)
  draw_line(draw,result)
  draw_dots(draw,[it.first],points.length*2)

  draw.draw(canvas)
end

canvas.write('result.gif')

Gemfile

source "https://rubygems.org"
gem 'rmagick', '2.13.2'

Java

Verwendung des adaptiven Unterteilungsalgorithmus von Anti Grain Geometry .

Code ist interaktiv und ermöglicht es dem Benutzer, die vier Knoten mit der Maus zu ziehen.

public class SplineAnimation extends JPanel implements ActionListener, MouseInputListener {
    int     CANVAS_SIZE             = 512;
    double  m_distance_tolerance    = 1;
    double  m_angle_tolerance       = 1;
    int     curve_recursion_limit   = 1000;

    public static void main(String[] args) {
        JFrame f = new JFrame();
        f.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);

        f.setContentPane(new SplineAnimation());

        f.pack();
        f.setResizable(false);
        f.setLocationRelativeTo(null);
        f.setVisible(true);
    }

    // Graphics.
    BufferedImage   im      = new BufferedImage(CANVAS_SIZE, CANVAS_SIZE, BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);
    Graphics2D      imageG  = im.createGraphics();
    Graphics2D      g       = null;
    Ellipse2D       dot     = new Ellipse2D.Double();
    Line2D          line    = new Line2D.Double();
    Path2D          path    = new Path2D.Double();

    // State.
    Point2D[]       pts     = {new Point2D.Double(10, 10), new Point2D.Double(CANVAS_SIZE / 8, CANVAS_SIZE - 10), new Point2D.Double(CANVAS_SIZE - 10, CANVAS_SIZE - 10), new Point2D.Double(CANVAS_SIZE / 2, 10)};
    double          phase   = 0;
    private int     dragPt;
    private double  f;
    private int     n       = 0;

    public SplineAnimation() {
        super(null);
        setPreferredSize(new Dimension(CANVAS_SIZE, CANVAS_SIZE));
        setOpaque(false);

        // Prepare stuff.
        imageG.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_ANTIALIASING, RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON);
        imageG.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_RENDERING, RenderingHints.VALUE_RENDER_QUALITY);
        imageG.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_FRACTIONALMETRICS, RenderingHints.VALUE_FRACTIONALMETRICS_ON);
        imageG.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_ALPHA_INTERPOLATION, RenderingHints.VALUE_ALPHA_INTERPOLATION_QUALITY);
        imageG.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_STROKE_CONTROL, RenderingHints.VALUE_STROKE_PURE);
        imageG.setStroke(new BasicStroke(1, BasicStroke.CAP_ROUND, BasicStroke.JOIN_ROUND));
        imageG.translate(0.5, 0.5);
        addMouseListener(this);
        addMouseMotionListener(this);

        // Animate!
        new javax.swing.Timer(16, this).start();
    }

    @Override
    public void paintComponent(Graphics g) {
        this.g = (Graphics2D)getGraphics();
    }

    @Override
    public void actionPerformed(ActionEvent e) {
        // Drawable yet?
        if (g == null)
            return;

        // Clear.
        imageG.setColor(Color.WHITE);
        imageG.fillRect(0, 0, CANVAS_SIZE + 1, CANVAS_SIZE + 1);

        // Update state.
        f = 0.5 - 0.495 * Math.cos(phase += Math.PI / 100);

        // Render.
        path.reset();
        path.moveTo(pts[0].getX(), pts[0].getY());
        recursive_bezier(0, pts[0].getX(), pts[0].getY(), pts[1].getX(), pts[1].getY(), pts[2].getX(), pts[2].getY(), pts[3].getX(), pts[3].getY());
        path.lineTo(pts[3].getX(), pts[3].getY());

        imageG.setPaint(Color.BLACK);
        imageG.draw(path);
        g.drawImage(im, 0, 0, null);

//      if (phase > Math.PI)
//          System.exit(0);
//      save("Bezier" + n++ + ".png");
    }

    private void save(String filename) {
        paint(im.getGraphics());
        try {
            ImageIO.write(im, "PNG", new File(filename));
        }
        catch (IOException e) {}
    }

    // Modified algorithm from Anti Grain Geometry.
    // http://www.antigrain.com/research/adaptive_bezier/index.html
    private void recursive_bezier(int level, double x1, double y1, double x2, double y2, double x3, double y3, double x4,
            double y4) {
        if (level > curve_recursion_limit)
            return;

        // Calculate all the mid-points of the line segments
        // ----------------------
        double x12 = x1 + (x2 - x1) * f;
        double y12 = y1 + (y2 - y1) * f;
        double x23 = x2 + (x3 - x2) * f;
        double y23 = y2 + (y3 - y2) * f;
        double x34 = x3 + (x4 - x3) * f;
        double y34 = y3 + (y4 - y3) * f;
        double x123 = x12 + (x23 - x12) * f;
        double y123 = y12 + (y23 - y12) * f;
        double x234 = x23 + (x34 - x23) * f;
        double y234 = y23 + (y34 - y23) * f;
        double x1234 = x123 + (x234 - x123) * f;
        double y1234 = y123 + (y234 - y123) * f;

        if (level > 0) // Enforce subdivision first time
        {
            // Try to approximate the full cubic curve by a single straight line
            // ------------------
            double dx = x4 - x1;
            double dy = y4 - y1;

            double d2 = Math.abs((x2 - x4) * dy - (y2 - y4) * dx);
            double d3 = Math.abs((x3 - x4) * dy - (y3 - y4) * dx);

            double da1, da2;

            if ((d2 + d3) * (d2 + d3) <= m_distance_tolerance * (dx * dx + dy * dy)) {
                // If the curvature doesn't exceed the distance_tolerance
                // value we tend to finish subdivisions.
                // ----------------------

                // Angle & Cusp Condition
                // ----------------------
                double a23 = Math.atan2(y3 - y2, x3 - x2);
                da1 = Math.abs(a23 - Math.atan2(y2 - y1, x2 - x1));
                da2 = Math.abs(Math.atan2(y4 - y3, x4 - x3) - a23);
                if (da1 >= Math.PI)
                    da1 = 2 * Math.PI - da1;
                if (da2 >= Math.PI)
                    da2 = 2 * Math.PI - da2;

                if (da1 + da2 < m_angle_tolerance) {
                    // Finally we can stop the recursion
                    // ----------------------
                    path.lineTo(x1234, y1234);
                    return;
                }
            }
        }

        // Continue subdivision
        // ----------------------
        recursive_bezier(level + 1, x1, y1, x12, y12, x123, y123, x1234, y1234);
        recursive_bezier(level + 1, x1234, y1234, x234, y234, x34, y34, x4, y4);

        // Draw the frame.
        float c = 1 - (float)Math.pow(1 - Math.sqrt(Math.min(f, 1 - f)), level * 0.2);
        imageG.setPaint(new Color(1, c, c));
        line.setLine(x1, y1, x2, y2);
        imageG.draw(line);
        line.setLine(x2, y2, x3, y3);
        imageG.draw(line);
        line.setLine(x3, y3, x4, y4);
        imageG.draw(line);
        line.setLine(x12, y12, x23, y23);
        imageG.draw(line);
        line.setLine(x23, y23, x34, y34);
        imageG.draw(line);
        node(level + 1, x1234, y1234, level == 0? Color.BLUE : Color.GRAY);
    }

    private void node(int level, double x, double y, Color color) {
        double r = 20 * Math.pow(0.8, level);
        double r2 = r / 2;
        dot.setFrame(x - r2, y - r2, r, r);
        imageG.setPaint(color);
        imageG.fill(dot);
    }

    @Override
    public void mouseClicked(MouseEvent e) {}

    @Override
    public void mouseEntered(MouseEvent e) {}

    @Override
    public void mouseExited(MouseEvent e) {}

    @Override
    public void mousePressed(MouseEvent e) {
        Point mouse = e.getPoint();

        // Find the closest point;
        double minDist = Double.MAX_VALUE;
        for (int i = 0; i < pts.length; i++) {
            double dist = mouse.distanceSq(pts[i]);
            if (minDist > dist) {
                minDist = dist;
                dragPt = i;
            }
        }
    }

    @Override
    public void mouseReleased(MouseEvent e) {}

    @Override
    public void mouseDragged(MouseEvent e) {
        pts[dragPt] = e.getPoint();
    }

    @Override
    public void mouseMoved(MouseEvent e) {}
}

HTML5 + Javascript + CSS

Also habe ich es vor langer Zeit gemacht (das letzte Änderungsdatum der Datei war der 21.09.2012). Ich bin froh, dass ich es behalten habe. Leider werden im aktuellen Zustand nur 4 Kontrollpunkte unterstützt, aber ich arbeite daran.

BEARBEITEN: Obwohl die Benutzeroberfläche nur 4 Kontrollpunkte unterstützt, unterstützt die zugrunde liegende Funktion ( animateConstruction) eine beliebige Anzahl von Kontrollpunkten. Allerdings würde ich nicht empfehlen, es länger als 10 zu machen, da der Code SEHR ineffizient ist. (Ich habe es mit 25 versucht und musste die Registerkarte mit dem Task-Manager löschen.) Wenn dies als gültige Übermittlung gilt, plane ich keine Überarbeitung des Codes.

HINWEIS: Ich war damals ein naiver Bastler. Der Code ist auf so vielen Ebenen falsch (einschließlich des Fehlens von Semikolons und der Verwendung von eval).

Benutzen

Speichern Sie den Code als HTML-Datei und öffnen Sie ihn in Google Chrome oder JSfiddle.
Wenn Sie 4 oder weniger Kontrollpunkte benötigen, geben Sie die Parameter rechts ein, wählen Sie "Konstruktionsmodus" und drücken Sie "Animieren" unten links.
Wenn Sie mehr Kontrollpunkte benötigen, rufen Sie die animateConstructionFunktion auf. Es wird ein Array von Koordinaten (2-Element-Arrays) als Argument verwendet. (zB animateConstruction([[0,0],[500,0],[0,500]]). Beachten Sie, dass die Zeichenfläche 500 x 500 beträgt und das Koordinatensystem dem HTML-Zeichenflächenelement folgt (Ursprung oben links, X-Achse nach rechts, Y-Achse nach unten).
Für die Geige habe ich unten links ein Textfeld hinzugefügt. Geben Sie durch Semikolon getrennte Koordinaten ein (der Standardwert ist ein Beispiel) und drücken Sie Los.

Unterschiede in der Geigenversion

• Das Textfeld
• Standardanimationsschritte auf 100 reduziert
• Sekundärkurven sind standardmäßig deaktiviert

Code

<html>
<head>
<style>
span.h{
    display: inline-block;
    text-align: center;
    text-decoration: underline;
    font: bold 1em Arial;
}

input[type="color"]{
    -webkit-appearance: button-bevel;
    vertical-align: -7px;
    width: 21px;
    height: 27px;
}

input[type="color"][disabled]{background: #FFF}

td{position:relative; padding:1px; text-align:center}
table[class] td{text-align:left}
td.t{padding:1px 5px; width:46px;}
table input[type="checkbox"]{visibility:hidden}
tr:hover input[type="checkbox"]{visibility:visible}
</style>
<script type='text/javascript'>
function Bezier(c){
    if(c.length==2) return function(t){return [c[0][0]+t*(c[1][0]-c[0][0]),c[0][1]+t*(c[1][1]-c[0][1])]}
    else return function(t){return Bezier([Bezier(c.slice(0,-1))(t),Bezier(c.slice(1))(t)])(t)}
}

function Bezier2(f1,f2){
    return function(t){return Bezier([f1(t),f2(t)])(t)}
}

//============================================
var c = null
var settings = {'guide':{'show':[true,true,true,true], 'color':['#EEEEEE','#00FF00','#0000FF','#FF00FF'], 'width':[10,1,1,1]}, 'curve':{'show':[true,true,true,true], 'color':['#EEEEEE','#00FF00','#0000FF','#FF00FF'], 'width':[10,3,3,3]}, 'main':{'show':true, 'color':'#FF0000', 'width':10}, 'sample': 100, 'steps':200, 'stepTime':10, 'mode':'Bezier', 'coords':[[0,500],[125,450],[125,0],[500,0]]}
var itv = 0

window.addEventListener('load',function(){
    c = $('c').getContext('2d')
    c.lineCap = 'round'
    c.lineJoin = 'round'
    draw(settings.coords,1)
},true)

function get(k,i){
    var t = settings
    if(k.constructor == Array) k.forEach(function(e){t = t[e]})
    return t.length>i ? t[i] : t.slice(-1)[0]
}

function frame(coords){
    c.strokeStyle = settings.curve.color[0]
    c.lineWidth = settings.guide.width[0]
    c.beginPath()
    c.moveTo.apply(c,coords[0])
    coords.slice(1).forEach(function(e){c.lineTo.apply(c,e)})
    c.stroke()
}

function transf(c){
    var t = []
    c.forEach(function(e){t.push([e[0]+5,e[1]+5])})
    return t
}
//============================================
function drawBezier(coords,t){
    if(t===undefined) t = 1
    coords = transf(coords)
    c.clearRect(0,0,510,510)
    frame(coords)
    c.beginPath()
    c.strokeStyle = settings.main.color
    c.lineWidth = settings.main.width
    c.moveTo.apply(c,coords[0])
    for(var i=0;i<=t*settings.sample;i++) c.lineTo.apply(c,Bezier(coords)(i/settings.sample))
    c.stroke()
}

function animateBezier(coords){
    var s = settings.steps
    var cur = ($('t').value==1 ? ($('t').value=$('T').innerHTML=(0).toFixed(3))*1 : $('t').value*s)+1
    var b = drawBezier(coords,$('t').value*1)
    itv = setInterval(function(){
        $("T").innerHTML = ($("t").value = cur/s).toFixed(3)
        drawBezier(coords,cur++/s,b)
        if(cur>s) clearInterval(itv)
    },settings.stepTime)
}
//============================================
function drawBezier2(coords,t){
    if(t===undefined) t = 1
    c.beginPath()
    c.strokeStyle = get(['curve','color'],coords.length-1)
    c.lineWidth = get(['curve','width'],coords.length-1)
    c.moveTo.apply(c,coords[0])
    for(var i=0;i<=t*100;i++) c.lineTo.apply(c,Bezier(coords)(i/100))
    c.stroke()
}

function drawConstruction(coords,t,B){
    coords = transf(coords)
    if(t===undefined) t = 0.5
    var b = B===undefined ? [[]] : B
    coords.forEach(function(e){b[0].push(function(t){return e})})
    c.clearRect(0,0,510,510)
    frame(coords)
    for(var i=1;i<coords.length;i++){
        if(B===undefined) b.push([])
        with(c){
            for(var j=0;j<coords.length-i;j++){
                if(B===undefined) b[i].push(Bezier2(b[i-1][j],b[i-1][j+1]))
                if(i!=coords.length-1 && get(['curve','show'],i-1) || i==coords.length-1 && settings.main.show){
                    strokeStyle = i==coords.length-1?settings.main.color:get(['curve','color'],i-1)
                    lineWidth = i==coords.length-1?settings.main.width:get(['curve','width'],i-1)
                    beginPath()
                    moveTo.apply(c,b[i][j](0))
                    for(var k=0;k<=t*settings.sample;k++) lineTo.apply(c,b[i][j](k/settings.sample))
                    stroke()
                }
                if(i && i!=coords.length-1 && get(['guide','show'],i)){
                    strokeStyle = i==coords.length-1?settings.main.color:get(['guide','color'],i)
                    lineWidth = i==coords.length-1?settings.main.width:get(['guide','width'],i)
                    beginPath()
                    if(i!=coords.length-1) arc.apply(c,b[i][j](t).concat([settings.curve.width[0]/2,0,2*Math.PI]))
                    stroke()
                }
            }
            if(i && i!=coords.length-1 && get(['guide','show'],i)){
                beginPath()
                moveTo.apply(c,b[i][0](t))
                for(var j=1;j<coords.length-i;j++) lineTo.apply(c,b[i][j](t))
                stroke()
            }
        }
    }
    return b
}

function animateConstruction(coords){
    var s = settings.steps
    var cur = ($('t').value==1 ? ($('t').value=$('T').innerHTML=(0).toFixed(3))*1 : $('t').value*s)+1
    var b = drawConstruction(coords,$('t').value*1)
    itv = setInterval(function(){
        $("T").innerHTML = ($("t").value = cur/s).toFixed(3)
        drawConstruction(coords,cur++/s,b)
        if(cur>s) clearInterval(itv)
    },settings.stepTime)
}
//============================================
function draw(coords,t){clearInterval(itv); return window['draw'+settings.mode](coords,t)}
function animate(coords){clearInterval(itv); return window['animate'+settings.mode](coords);}
//============================================
function $(id){return document.getElementById(id)}
function v(o,p){
    for(var i in o){
        var k = (p||[]).concat([i]).join('-')
        var t
        if((t = o[i].constructor) == Object || t == Array) v(o[i],[k])
        else if(t = $(k)){
            if(t.type=='checkbox') t.checked = o[i]
            else if(t.type=='radio'){
                for(var j=0, t=document.getElementsByName(t.name); j<t.length; j++) if(t[j].value == o[i]){
                    t[j].checked = true
                    break
                }
            }else t.value = o[i]
        }else if(t = $((i==0?'x':'y') + p[0].slice(-1))) t.value = o[i]
    }
}

document.addEventListener('load',function(){
    v(settings)
    $('t').setAttribute('step',1/settings.steps)
    var t = document.getElementsByTagName('input')
    for(i=0;i<t.length;i++) t[i].addEventListener('change',function(){
        var t
        if((t=this.id.split('-')).length > 1){
            var t1 = function(T){
                var t = 'settings'
                T.forEach(function(e){t += '[' + (isNaN(e)?'"'+e+'"':e) +']'})
                eval(t + '=' + (this.type=='text'?this.value:(this.type=='checkbox'?this.checked:'"'+this.value+'"')))
                $(T.join('-')).value = this.value
            }
            t1.call(this,t)
            if(t[0]=='curve' && t[1]=='color' && $('u').checked==true) t1.call(this,['guide'].concat(t.slice(1)))
        }else if(this.id == 'u'){
            for(i=0;t=$('guide-color-'+i);i++){
                t.disabled = this.checked
                t.value = settings.guide.color[i] = this.checked?settings.curve.color[i]:t.value
            }
        }else if(this.id == 't'){
            $('T').innerHTML = (this.value*1).toFixed(3)
            draw(settings.coords,this.value*1)
        }else if(t = /([xy])(\d+)/.exec(this.id)) settings.coords[t[2]*1][t[1]=='x'?0:1] = this.value*1
        else settings[this.id] = this.value
        if(this.id == 'steps') $("t").setAttribute("step",1/settings.steps)
    },true)
},true)
</script>
</head>
<body>
<canvas style='float:left' width='510' height='510' id='c'>
</canvas>
<div style='padding-left:550px; font-family:Arial'>
<span class='h' style='width:123px'>Control Points</span><br />
(<input type='text' id='x0' size='3' maxlength='3' />,<input type='text' id='y0' size='3' maxlength='3' />)<br />
(<input type='text' id='x1' size='3' maxlength='3' />,<input type='text' id='y1' size='3' maxlength='3' />)<br />
(<input type='text' id='x2' size='3' maxlength='3' />,<input type='text' id='y2' size='3' maxlength='3' />)<br />
(<input type='text' id='x3' size='3' maxlength='3' />,<input type='text' id='y3' size='3' maxlength='3' />)<br /><br />
<span class='h' style='width:200px'>Appearance</span><br />
<span style='font-weight:bold'>Guide lines</span><br />
<input type='checkbox' checked='checked' id='u' onchange='' /> Use curve colors<br />
<table style='border-collapse:collapse'>
<tr><td><input type='checkbox' id='guide-show-0' /></td><td><input type='color' id='guide-color-0' disabled='disabled' /></td><td class='t'>Frame</td><td><input type='text' id='guide-width-0' size='2' maxlength='2' /></td></tr>
<tr><td><input type='checkbox' id='guide-show-1' /></td><td><input type='color' id='guide-color-1' disabled='disabled' /></td><td class='t'>1</td><td><input type='text' id='guide-width-1' size='2' maxlength='2' /></td></tr>
<tr><td><input type='checkbox' id='guide-show-2' /></td><td><input type='color' id='guide-color-2' disabled='disabled' /></td><td class='t'>2</td><td><input type='text' id='guide-width-2' size='2' maxlength='2' /></td></tr>
<tr><td><input type='checkbox' id='guide-show-3' /></td><td><input type='color' id='guide-color-3' disabled='disabled' /></td><td class='t'>3</td><td><input type='text' id='guide-width-3' size='2' maxlength='2' /></td></tr>
</table>
<span style='font-weight:bold'>Curves</span>
<table style='border-collapse:collapse'>
<tr><td><input type='checkbox' id='curve-show-0' /></td><td><input type='color' id='curve-color-0' /></td><td class='t'>1</td><td><input type='text' id='curve-width-0' size='2' maxlength='2' /></td></td></tr>
<tr><td><input type='checkbox' id='curve-show-1' /></td><td><input type='color' id='curve-color-1' /></td><td class='t'>2</td><td><input type='text' id='curve-width-1' size='2' maxlength='2' /></td></td></tr>
<tr><td><input type='checkbox' id='curve-show-2' /></td><td><input type='color' id='curve-color-2' /></td><td class='t'>3</td><td><input type='text' id='curve-width-2' size='2' maxlength='2' /></td></td></tr>
<tr><td><input type='checkbox' id='curve-show-3' /></td><td><input type='color' id='curve-color-3' /></td><td class='t'>4</td><td><input type='text' id='curve-width-3' size='2' maxlength='2' /></td></td></tr>
<tr><td><input type='checkbox' id='main-show' /></td><td><input type='color' id='main-color' /></td><td class='t'>Main</td><td><input type='text' id='main-width' size='2' maxlength='2' /></td></td></tr>
</table><br />
<span class='h' style='width:300px'>Graphing & Animation</span><br />
<table class>
<tr><td>Sample points:</td><td><input type='text' id='sample' /></td></tr>
<tr><td>Animation steps:</td><td><input type='text' id='steps' /></td></tr>
<tr><td>Step time:</td><td><input type='text' id='stepTime' />ms</td></tr>
</table>
<div style='position:absolute; top:526px; left:8px; width:510px; height:100px;'>
<input type='range' id='t' max='1' min='0' style='width:450px' value='1' />&nbsp;&nbsp;&nbsp;<span id='T' style='vertical-align: 6px'>1.000</span><br />
<input type='button' onclick='draw(settings.coords,$("t").value*1)' value='Draw' /><input type='button' onclick='animate(settings.coords)' value='Animate' />
<input type='radio' id='mode' name='mode' value='Bezier' />Basic Mode <input type='radio' id='mode' name='mode' value='Construction' />Construction Mode
</div>
</body>
</html>

Perl + PerlMagick

use strict;
use Image::Magick;

sub point
{
    my ($image, $f, $x, $y, $r) = @_;
    $image->Draw(fill => $f, primitive => 'circle', points => $x . ',' . $y . ',' . ($x + $r) . ',' . $y);
}

sub line
{
    my ($image, $f, $x1, $y1, $x2, $y2, $w) = @_;
    $image->Draw(fill => 'transparent', stroke => $f, primitive => 'line', strokewidth => $w, points => "$x1,$y1,$x2,$y2");
}

sub colorize
{
    my $i = shift;
    return ((sin($i * 6) + 0.5) * 255) . ',' . ((sin($i * 6 + 2) + 0.5) * 255) . ',' . ((sin($i * 6 + 4) + 0.5) * 255);
}

sub eval_bezier
{
    my $p = shift;
    my @x = @_;
    my @y;
    for my $i (0 .. $#x - 1)
    {
        $y[$i] = $x[$i] * (1 - $p) + $x[$i + 1] * $p;
    }
    return @y;
}

sub render_bezier
{
    my (%args) = @_;
    my $seq = $args{sequence};
    for my $q (0 .. $args{frames} - 1)
    {
        my $p = $q / ($args{frames} - 1);
        my @x = @{$args{xpoints}};
        my @y = @{$args{ypoints}};
        my $amt = @x;
        my $image = Image::Magick->new(size => $args{size});
        $image->ReadImage('xc:black');
        for my $i (0 .. $amt - 1)
        {
            for my $j (0 .. $#x - 1)
            {
                line($image, 'rgba(' . (colorize $i / $amt). ', 0.5)', $x[$j], $y[$j], $x[$j+1], $y[$j+1], 4 * 0.88 ** $i)
            }
            for my $j (0 .. $#x)
            {
                point($image, 'rgba(' . (colorize $i / $amt). ', 1.0)', $x[$j], $y[$j], 4 * 0.88 ** $i);
            }
            @x = eval_bezier $p, @x;
            @y = eval_bezier $p, @y;
        }
        my ($ox, $oy) = ($x[0], $y[0]);
        for my $q (0 .. $q)
        {
            my $p = $q / ($args{frames} - 1);
            my @x = @{$args{xpoints}};
            my @y = @{$args{ypoints}};
            for (0 .. $amt - 2)
            {
                @x = eval_bezier $p, @x;
                @y = eval_bezier $p, @y;
            }
            line($image, 'rgba(255, 255, 255, 1.0)', $x[0], $y[0], $ox, $oy, 2);
            ($ox, $oy) = ($x[0], $y[0]);
        }
        push @$seq, $image;
    }
}

my @x = (10,190,40,190);
my @y = (190,30,10,110);

my $gif = Image::Magick->new;
render_bezier(xpoints => \@x, ypoints => \@y, sequence => $gif, size => '200x200', frames => 70);
$gif->Write(filename => 'output.gif');

Ausgabebeispiel:

Weitere Ausgaben sind in diesem Bildalbum zu sehen