Сглаженная поверхность для границы трех атомов в пространстве

Федеральное агентство по образованию РФ

ГОУ ВПО «Волгоградский государственный университет»

Факультет математики и информационных технологий

Кафедра ПМП















Семестровая работа на тему:

«Сглаженная поверхность для границы трёх атомов в пространстве»











Выполнил:

студент группы

ПМб-091

Орлов А.А.

Научный руководитель:

Чернышев И.В.









Волгоград 2011


Содержание



Введение

Постановка задачи

Метод (схема) решения поставленной задачи

Заключение


Введение



К задаче о построении сглаженной поверхности в пространстве сводится задача вычисления эффективных значений объема и поверхности молекул, при котором молекула моделируется областью с гладкой границей, представляющей из себя объеденение сферических фрагментов. Например для вычисления объема полости, занимаемой молекулой солюта в растворе, а также величины возникающей при этом поверхности раздела, что является необходимым звеном в построении количественных моделей взаимодействия растворенного вещества с растворителем. 

Идея предлагаемого геометрического метода сглаживания формы молекулы состоит в том, что граница молекулы представляется в виде поверхности, у которой радиус кривизны вогнутых частей в любой точке не меньше некоторого заданого значения. Этим радиусом скругления может быть, например, эффективный радиус молекул некоторого химического соеденинения, учавствующего во взаимодействии с рассматриваемой молекулой. 

В данной работе необходимо построить сглаженную поверхность для заданных 3-х атомов и радиусу большого атома.


Постановка задачи



Задача построения поверхности заключаетя в создании алгоритма с помощью которого, по заданым координатам и радиусам 3-х атомов, а также радиусу атома, касающегося их, можно построить сглаженную поверхность для границы данных атомов в пространстве.



Метод (схема) решения поставленной задачи



Программа считывает данные с файла shari.txt 

























Далее вычисляются координаты центра атома, который касается 3-х

остальных.

Координаты центра атома радиуса RS , касающегося трех атомов с центрами в точках Oi(xi,yi,zi), Oj(xj,yj,zj), Ok(xk,yk,zk) определяются следующими формулами:








где









Для сокращения записи использованы обозначения











3. Вычисляютя координаты точек касания большого атома с 3-мя остальными.

Для каждой точки касания необходимо выполнение 3-х условий:

A. Точка касания принадлежит большому атому.

Б. Точка касания принадлежит атому с которым касается большойй.

В. Точка касания принадлежит каноническому уравнению прямой, которое составленно по координатам центра большого атома и координатам центра атома, которого касается большой атом:



(Xkosn - Xc)2 + (Ykosn - Yc)2 + (Zkosn - Zc)2 =Rc2

(Xkosn - Xn)2 + (Ykosn - Yn)2 + (Zkosn - Zn)2 =Rn2

Xkosn – Xn Ykosn - Yn Zkosn – Zn

Xc – Xn Yc – Yn Zc – Zn



Где N=1, 2, 3 соответственно.

Xc,Yc,Zc – координаты большого атома.

Xkosi , Ykosi , Zkosi , – координаты точки касания i-го атома и большого атома.

Решая данную ситему находим координаты точек касания.

4.Строются три уравнения плоскости, через координаты двух точек касания и координаты центра большого атома.Уравнения строются через определитель 3*3



X – X1 Y – Y1 Z – Z1 

X2 – X1 Y2 – Y1 Z2 – Z1 = 0

Xc – X1 Yc – Y1 Zc – Z1



X – X1 Y – Y1 Z – Z1

X3 – X1 Y3 – Y1 Z3 – Z1 = 0

Xc – X1 Yc – Y1 Zc – Z1



X – X2 Y – Y2 Z – Z2

X3 – X2 Y3 – Y2 Z3 – Z2 = 0

Xc – X2 Yc – Y2 Zc – Z2





Далее находим точки пересечения каждой плоскости с поверхностью большого атома.



(X - Xc)2 + (Y - Yc)2 + (Z - Zc)2 =Rc2



При этом должно выполнятся условие:



Xkosi <= X <= Xkosj Если Xkosi < Xkosj

Xkosj <= X <= Xkosi Если Xkosj < Xkosi


Где (i=1,j=2) (i=1,j=3) (i=2,j=3)



5) В результате работы программа строит:

3 атома по координатам считанным с файла shari.txt

Б) Атом с радиусом Rc считанным с клавиатуры, который касается 3-х остальных.

В) Сглаженную поверхность.

Г) Оси координат.

Д) Таблицу содержащую координаты точек касания большого атомоа с другими 3-мя атомами.
























После поворота системы шаров на угол 900 вокруг оси



X=x[1]+x[2]+x[3]

Z=z[1]+z[2]+z[3]


























Заключение



Задачей данной семестровой работы являлась построение алгоритма, с помощью которого строится сглаженная поверхность для границы трех атомов в пространстве.

Итогом работы можно считать приложение для ОС Windows, которое по заданным координатам и радиусам 3-х атомов, а также радиусу большого атома строит сглаженную поверхность.


Приложение



Текст программы имитации движения частиц в пористой среде для ОС Windows.

алгоритм сглаженная поверхность атом

#include<stdio.h>

#include<stdlib.h>

#include<graphics.h>

#include<math.h>

#define ESC 27

#define DOWN 80

#define UP 72

#define ENTER 13



int x[4],y[4],z[4],r[4],Rc,raz=0,kol_vr;

int skok=1,schit=0;

double aj,bj,cj,ak,bk,ck,Ris,Rjs,Rks,p[5],alp1,alp2,alp3,al1,al2,al3,al4,alp4;;

double Xc,Yc,Zc,dj,dk,sin_a,sin_b,Xvr,Zvr,R1,R2,R3,R4,ugol[1500],Rad[1500],XX[1500],YY[1500],ZZ[1500];

double Bx,By,Bz,Cx,Cy,Cz,A,sum[3];

double Xkos1,Ykos1,Zkos1,yc1,xc1,zc1,XYc1,ZYc1,M1,M2;

double Xkos2,Ykos2,Zkos2,yc2,xc2,zc2,XYc2,ZYc2,M3,M4;

double Xkos3,Ykos3,Zkos3,yc3,xc3,zc3,XYc3,ZYc3,M5,M6;

void dano(void)

{ FILE *f=fopen("shari.txt","r");

int i;

printf("KOORDINATI 3 SFER I IH RADIUSI\n");





for(i=1;i<=3;i++)

{

printf("X%d=",i);fscanf(f,"%d",&x[i]);printf("%d\n",x[i]);

printf("Y%d=",i);fscanf(f,"%d",&y[i]);printf("%d\n",y[i]);

printf("Z%d=",i);fscanf(f,"%d",&z[i]);p[i]=z[i];printf("%d\n",z[i]);

printf("R%d=",i);fscanf(f,"%d",&r[i]);printf("%d\n",r[i]);

}

Zvr=(z[1]+z[2]+z[3])/3;

Xvr=(x[1]+x[2]+x[3])/3;

R1=(sqrt((x[1]-Xvr)*(x[1]-Xvr)+(z[1]-Zvr)*(z[1]-Zvr)));

R2=(sqrt((x[2]-Xvr)*(x[2]-Xvr)+(z[2]-Zvr)*(z[2]-Zvr)));

R3=(sqrt((x[3]-Xvr)*(x[3]-Xvr)+(z[3]-Zvr)*(z[3]-Zvr)));

double x1,x2,y1,y2;

x1=x[1]-Xvr;x2=R1;y1=z[1]-Zvr;y2=0;

alp1=(x1*x2+y1*y2)/((sqrt(x1*x1+y1*y1)))/(sqrt(x2*x2+y2*y2));

al1=acos(alp1)*180/M_PI;

x1=x[2]-Xvr;x2=R2;y1=z[2]-Zvr;y2=0; 

alp2=(x1*x2+y1*y2)/((sqrt(x1*x1+y1*y1)))/(sqrt(x2*x2+y2*y2));

al2=acos(alp2)*180/M_PI;

x1=x[3]-Xvr;x2=R3;y1=z[3]-Zvr;y2=0;

alp3=(x1*x2+y1*y2)/((sqrt(x1*x1+y1*y1)))/(sqrt(x2*x2+y2*y2));

al3=acos(alp3)*180/M_PI;

printf("vvedite radius bolshogo shara\n");

scanf("%d",&Rc);

initwindow (1024,860);

}



int stroim(void)

{ int i,k,j;double max;

max=p[1];

for(i=1;i<=4;i++)

{if (p[i]>=max) {max=p[i];k=i;}}

for(i=1;i<4;i++)

{

if (z[i]==max) {p[k]=-1;return i;}

}

p[4]=-1;

return 4;

}



void risuem(void)

{ 

setcolor(7); 

setlinestyle(0,0,1);

char st1[5];

char st2[5];

char st3[5];

xc1=Xc-x[1];xc2=Xc-x[2];xc3=Xc-x[3];

yc1=Yc-y[1];yc2=Yc-y[2];yc3=Yc-y[3];

zc1=Zc-z[1];zc2=Zc-z[2];zc3=Zc-z[3];

XYc1=(-xc1*y[1]+yc1*x[1])/yc1;XYc2=(-xc2*y[2]+yc2*x[2])/yc2;XYc3=(-xc3*y[3]+yc3*x[3])/yc3;

ZYc1=(-zc1*y[1]+yc1*z[1])/yc1;ZYc2=(-zc2*y[2]+yc2*z[2])/yc2;ZYc3=(-zc3*y[3]+yc3*z[3])/yc3;

M1=((Rc*Rc)-(Xc*Xc+Yc*Yc+Zc*Zc))/(-2);

M2=((r[1]*r[1])-(x[1]*x[1]+y[1]*y[1]+z[1]*z[1]))/(-2);

M3=((r[2]*r[2])-(x[2]*x[2]+y[2]*y[2]+z[2]*z[2]))/(-2);

M4=((r[3]*r[3])-(x[3]*x[3]+y[3]*y[3]+z[3]*z[3]))/(-2);

Ykos1=(M1-M2-XYc1*Xc+XYc1*x[1]-ZYc1*Zc+ZYc1*z[1])/(xc1*Xc/yc1-xc1*x[1]/yc1+(Yc-y[1])+zc1*Zc/yc1-zc1*z[1]/yc1);

Ykos2=(M1-M3-XYc2*Xc+XYc2*x[2]-ZYc2*Zc+ZYc2*z[2])/(xc2*Xc/yc2-xc2*x[2]/yc2+(Yc-y[2])+zc2*Zc/yc2-zc2*z[2]/yc2);

Ykos3=(M1-M4-XYc3*Xc+XYc3*x[3]-ZYc3*Zc+ZYc3*z[3])/(xc3*Xc/yc3-xc3*x[3]/yc3+(Yc-y[3])+zc3*Zc/yc3-zc3*z[3]/yc3);

Xkos1=Ykos1*xc1/yc1+XYc1;Xkos2=Ykos2*xc2/yc2+XYc2;Xkos3=Ykos3*xc3/yc3+XYc3;

Zkos1=Ykos1*zc1/yc1+ZYc1;Zkos2=Ykos2*zc2/yc2+ZYc2;Zkos3=Ykos3*zc3/yc3+ZYc3;

line(40,600,200,600);line(40,640,200,640);line(40,680,200,680);line(40,720,200,720);line(40,760,200,760);

line(80,640,80,800);line(120,640,120,800);line(160,640,160,800);line(200,600,200,800);

outtextxy(53,618,"ТОЧКИ КАСАНИЯ");

outtextxy(47,655,"АТОМ");outtextxy(87,655,"¹1");outtextxy(127,655,"¹2");outtextxy(167,655,"¹3");

outtextxy(45,695,"Xkos");outtextxy(45,735,"Ykos");outtextxy(45,775,"Zkos");

sprintf(st1,"%.1f",Xkos1);sprintf(st2,"%.1f",Xkos2);sprintf(st3,"%.1f",Xkos3);

outtextxy(81,695,st1);outtextxy(121,695,st2);outtextxy(161,695,st3);

sprintf(st1,"%.1f",Ykos1);sprintf(st2,"%.1f",Ykos2);sprintf(st3,"%.1f",Ykos3);

outtextxy(81,735,st1);outtextxy(121,735,st2);outtextxy(161,735,st3);

sprintf(st1,"%.1f",Zkos1);sprintf(st2,"%.1f",Zkos2);sprintf(st3,"%.1f",Zkos3);

outtextxy(81,775,st1);outtextxy(121,775,st2);outtextxy(161,775,st3);

setlinestyle(0,0,1);

p[4]=Zc;

int q=0,i,j,svet=4;

double h=Rc;

for(q=1;q<=4;q++)

{ 

i=stroim();

if (i==4)

{ setcolor(15);

if (raz!=0) setlinestyle(3,0,1);

circle(Xc+40,800-Yc,Rc);

ellipse(Xc+40,800-Yc,180,360,Rc,Rc/2);

ellipse(Xc+40,800-Yc-Rc/2,180,360,Rc-(Xc+Rc-(sqrt(Rc*Rc-(Rc/2)*(Rc/2))+Xc))-2,Rc/4);

ellipse(Xc+40,800-Yc+Rc/2,180,360,Rc-(Xc+Rc-(sqrt(Rc*Rc-(Rc/2)*(Rc/2))+Xc))-2,Rc/4);



setlinestyle(1,0,1);

ellipse(Xc+40,800-Yc,0,180,Rc,Rc/2); 

ellipse(Xc+40,800-Yc-Rc/2,0,180,Rc-(Xc+Rc-(sqrt(Rc*Rc-(Rc/2)*(Rc/2))+Xc))-2,Rc/4);

ellipse(Xc+40,800-Yc+Rc/2,0,180,Rc-(Xc+Rc-(sqrt(Rc*Rc-(Rc/2)*(Rc/2))+Xc))-2,Rc/4);

if (raz==0) setlinestyle(0,0,1);

}

if (i!=4)

{

if (raz==0)

{

setcolor(0);setfillstyle(0,0);

pieslice(x[i]+40,800-y[i],0,360,r[i]);

setcolor(svet);setlinestyle(0,0,1);

}

setcolor(svet);

setcolor(10);

char er[15];

sprintf(er,"ñôåðà ¹%d",i);

circle(x[i]+40,800-y[i],r[i]);outtextxy(x[i]+40,800-y[i],er); 

ellipse(x[i]+40,800-y[i],180,360,r[i],r[i]/2);

ellipse(x[i]+40,800-y[i]-r[i]/2,180,360,r[i]-(x[i]+r[i]-(sqrt(r[i]*r[i]-(r[i]/2)*(r[i]/2))+x[i]))-2,r[i]/4);

ellipse(x[i]+40,800-y[i]+r[i]/2,180,360,r[i]-(x[i]+r[i]-(sqrt(r[i]*r[i]-(r[i]/2)*(r[i]/2))+x[i]))-2,r[i]/4);

setlinestyle(3,0,1);

ellipse(x[i]+40,800-y[i],0,180,r[i],r[i]/2); 

ellipse(x[i]+40,800-y[i]-r[i]/2,0,180,r[i]-(x[i]+r[i]-(sqrt(r[i]*r[i]-(r[i]/2)*(r[i]/2))+x[i]))-2,r[i]/4);

ellipse(x[i]+40,800-y[i]+r[i]/2,0,180,r[i]-(x[i]+r[i]-(sqrt(r[i]*r[i]-(r[i]/2)*(r[i]/2))+x[i]))-2,r[i]/4);

if (raz==0) setlinestyle(0,0,1);

if (svet==2) svet=14;

else svet=svet-2;

}

}

raz=raz+1;

for(i=1;i<=3;i++)

{p[i]=z[i];}

p[4]=Zc; 

if (raz==1) risuem();



}

void sechen(void)

{ setcolor(7);

setlinestyle(0,0,2);

double xp,yp,pol1,pol2,mon=0;

double x1,x2,y1,y2;

int i,smen=0,nt;

int Xmen;

double stat1,stat2,stat3,stat4,pl;

double AD,CB,ADY,DISC,ABD,AC,ABX;

double at,bt,ct,Yris1,Zris1,Yris2,Zris2,gr1,gr2,Xris1,Xris2;

for(i=0;i<3;i++)

{

if (i==0)

{

if (abs(Xkos3-Xkos1)>abs(Ykos3-Ykos1))

{

if (Ykos1>Ykos3) {pol2=Ykos1;pol1=Ykos3;}

else {pol2=Ykos3;pol1=Ykos1;}

smen=1;

if (Xkos1>Xkos3) {gr1=Xkos3;gr2=Xkos1;}

else {gr1=Xkos1;gr2=Xkos3;}

}

else

{ if (Xkos1>Xkos3) {pol2=Xkos1;pol1=Xkos3;}

else {pol2=Xkos3;pol1=Xkos1;}

smen=2;

if (Ykos1>Ykos3) {gr1=Ykos3;gr2=Ykos1;}

else {gr1=Ykos1;gr2=Ykos3;}

}

stat1=(Ykos3-Ykos1)*(Zc-Zkos1)-(Yc-Ykos1)*(Zkos3-Zkos1);

stat2=(Zkos3-Zkos1)*(Xc-Xkos1)-(Xkos3-Xkos1)*(Zc-Zkos1);

stat3=(Xkos3-Xkos1)*(Yc-Ykos1)-(Xc-Xkos1)*(Ykos3-Ykos1);

stat4=-(Xkos1*stat1+Ykos1*stat2+Zkos1*stat3);

}

if (i==1)

{

if (abs(Xkos2-Xkos1)>abs(Ykos2-Ykos1))

{

if (Ykos1>Ykos2) {pol2=Ykos1;pol1=Ykos2;}

else {pol2=Ykos2;pol1=Ykos1;}

smen=1;

if (Xkos1>Xkos2) {gr1=Xkos2;gr2=Xkos1;}

else {gr1=Xkos1;gr2=Xkos2;}

}

else

{ if (Xkos1>Xkos2) {pol2=Xkos1;pol1=Xkos2;}

else {pol2=Xkos2;pol1=Xkos1;}

smen=2;

if (Ykos1>Ykos2) {gr1=Ykos2;gr2=Ykos1;}

else {gr1=Ykos1;gr2=Ykos2;}

}

stat1=(Ykos2-Ykos1)*(Zc-Zkos1)-(Yc-Ykos1)*(Zkos2-Zkos1);

stat2=(Zkos2-Zkos1)*(Xc-Xkos1)-(Xkos2-Xkos1)*(Zc-Zkos1);

stat3=(Xkos2-Xkos1)*(Yc-Ykos1)-(Xc-Xkos1)*(Ykos2-Ykos1);

stat4=-(Xkos1*stat1+Ykos1*stat2+Zkos1*stat3);

}

if (i==2)

{

if (abs(Xkos3-Xkos2)>abs(Ykos3-Ykos2))

{

if (Ykos2>Ykos3) {pol2=Ykos2;pol1=Ykos3;}

else {pol2=Ykos3;pol1=Ykos2;}

smen=1;

if (Xkos2>Xkos3) {gr1=Xkos3;gr2=Xkos2;}

else {gr1=Xkos2;gr2=Xkos3;}

}

else

{ if (Xkos2>Xkos3) {pol2=Xkos2;pol1=Xkos3;}

else {pol2=Xkos3;pol1=Xkos2;}

smen=2;

if (Ykos2>Ykos3) {gr1=Ykos3;gr2=Ykos2;}

else {gr1=Ykos2;gr2=Ykos3;}

}

stat1=(Ykos3-Ykos2)*(Zc-Zkos2)-(Yc-Ykos2)*(Zkos3-Zkos2);

stat2=(Zkos3-Zkos2)*(Xc-Xkos2)-(Xkos3-Xkos2)*(Zc-Zkos2);

stat3=(Xkos3-Xkos2)*(Yc-Ykos2)-(Xc-Xkos2)*(Ykos3-Ykos2);

stat4=-(Xkos2*stat1+Ykos2*stat2+Zkos2*stat3); 

}

mon=0;nt=0;

while (gr1<=gr2)

{ if (smen==1)

{CB=stat3/stat2;

AD=(-stat1*gr1)/stat2-(stat4/stat2);

ADY=(AD-Yc);

at=(CB*CB+1);

bt=(-2)*(ADY*CB+Zc);

ct=(ADY*ADY+Zc*Zc+(gr1-Xc)*(gr1-Xc)-Rc*Rc);

DISC=(bt/2)*(bt/2)-at*ct;

{

if (DISC>=0)

{ setcolor(9);

Zris2=((-bt/2)+sqrt(DISC))/at;

Zris1=((-bt/2)-sqrt(DISC))/at;

Yris1=AD-CB*Zris1;

Yris2=AD-CB*Zris2;

YY[schit]=Yris2;

ZZ[schit]=Zris2;

XX[schit]=gr1;

Rad[schit]=(sqrt((XX[schit]-Xvr)*(XX[schit]-Xvr)+(ZZ[schit]-Zvr)*(ZZ[schit]-Zvr)));

x1=XX[schit]-Xvr;x2=Rad[schit];y1=ZZ[schit]-Zvr;y2=0;

ugol[schit]=acos((x1*x2+y1*y2)/((sqrt(x1*x1+y1*y1)))/(sqrt(x2*x2+y2*y2)))*180/M_PI; 



schit++;

// if (Yris2>pol1 && Yris2<pol2)

{if (mon==0) {xp=gr1;yp=Yris2;mon++;}

else {line(xp+40,800-yp,gr1+40,800-Yris2);mon=0;}

circle(gr1+40,800-Yris2,2);

} gr1=gr1+1;

}

} 

} 

if (smen==2)

{ 

ABD=(-stat2*gr1)/stat1-stat4/stat1;

AC=stat3/stat1;

ABX=ABD-Xc;

at=(AC*AC+1);

bt=(-2)*(ABX*AC+Zc);

ct=(ABX*ABX+Zc*Zc+(gr1-Yc)*(gr1-Yc)-Rc*Rc);

DISC=(bt/2)*(bt/2)-at*ct;

if (DISC>=0)

{ 

setcolor(9);

Zris2=((-bt/2)+sqrt(DISC))/at;

Zris1=((-bt/2)-sqrt(DISC))/at;

Xris1=ABD-AC*Zris1;

Xris2=ABD-AC*Zris2;

YY[schit]=gr1;

ZZ[schit]=Zris2;

XX[schit]=Xris2;

Rad[schit]=(sqrt((XX[schit]-Xvr)*(XX[schit]-Xvr)+(ZZ[schit]-Zvr)*(ZZ[schit]-Zvr)));

x1=XX[schit]-Xvr;x2=Rad[schit];y1=ZZ[schit]-Zvr;y2=0;

ugol[schit]=acos((x1*x2+y1*y2)/((sqrt(x1*x1+y1*y1)))/(sqrt(x2*x2+y2*y2)))*180/M_PI; 



schit++;



{if (mon==0) {xp=Xris2;yp=gr1;mon++;}

else {line(xp+40,800-yp,40+Xris2,800-gr1);mon=0;}

circle(Xris2+40,800-gr1,2);

} gr1=gr1+1;



} }



}



} 



double rk=0.0,pc;

if (Xkos1>rk) {rk=Xkos1;pc=Ykos1;}

if (Xkos1>rk) {rk=Xkos2;pc=Ykos2;}

if (Xkos1>rk) {rk=Xkos3;pc=Ykos3;}

setcolor(15);

setlinestyle(1,0,1);

line(Xc+40,800-Yc,x[1]+40,800-y[1]);

line(Xc+40,800-Yc,x[2]+40,800-y[2]);

line(Xc+40,800-Yc,x[3]+40,800-y[3]); 

setlinestyle(0,0,1); 

}



void raschet(void)

{ int i,kol=0;



aj=x[2]-x[1];

bj=y[2]-y[1];

cj=z[2]-z[1];

ak=x[3]-x[1];

bk=y[3]-y[1];

ck=z[3]-z[1];



Ris=(r[1]+Rc)*(r[1]+Rc);

Rjs=(r[2]+Rc)*(r[2]+Rc);

Rks=(r[3]+Rc)*(r[3]+Rc);



dj=(0.5*(Ris-Rjs+(aj*aj)+(bj*bj)+(cj*cj)));

dk=(0.5*(Ris-Rks+(ak*ak)+(bk*bk)+(ck*ck)));



A=(aj*bk-ak*bj)*(aj*bk-ak*bj)+(bj*ck-bk*cj)*(bj*ck-bk*cj)+(cj*ak-ck*aj)*(cj*ak-ck*aj);

Bx=(dj*bk-dk*bj)*(aj*bk-ak*bj)+(dj*ck-dk*cj)*(aj*ck-ak*cj);

By=(dj*ck-dk*cj)*(bj*ck-bk*cj)+(dj*ak-dk*aj)*(bj*ak-bk*aj);

Bz=(dj*ak-dk*aj)*(cj*ak-ck*aj)+(dj*bk-dk*bj)*(cj*bk-ck*bj);

Cx=(dj*bk-dk*bj)*(dj*bk-dk*bj)+(dj*ck-dk*cj)*(dj*ck-dk*cj)-Ris*(bj*ck-bk*cj)*(bj*ck-bk*cj);

Cy=(dj*ck-dk*cj)*(dj*ck-dk*cj)+(dj*ak-dk*aj)*(dj*ak-dk*aj)-Ris*(cj*ak-ck*aj)*(cj*ak-ck*aj);

Cz=(dj*ak-dk*aj)*(dj*ak-dk*aj)+(dj*bk-dk*bj)*(dj*bk-dk*bj)-Ris*(aj*bk-ak*bj)*(aj*bk-ak*bj);

if ((Bx*Bx-A*Cx)<0) kol++;

if ((By*By-A*Cy)<0) kol++;

if ((Bz*Bz-A*Cz)<0) kol++;

if (kol!=0) {printf("SPHERA RADIUSA %d NE MOZHET ODNOVREMENNO KASATSJA 3 DANNIH SPHER",Rc);system("PAUSE");exit(1);}

Xc=double(x[1])+(Bx+sqrt((Bx*Bx-A*Cx)))/A;

double dg1,dg2,dg3;

double xc1,yc1,zc1,xc2,yc2,zc2,xc3,yc3,zc3,pc1,pc2,pc3;

int nom;

int j=1;



while (j<1500)

{

Yc=j;

Zc=sqrt((r[1]+Rc)*(r[1]+Rc)-(x[1]-Xc)*(x[1]-Xc)-(y[1]-Yc)*(y[1]-Yc))+z[1];

nom=0;

xc1=(Xc-double(x[1]))*(Xc-double(x[1]));

yc1=(Yc-double(y[1]))*(Yc-double(y[1]));

zc1=(Zc-double(z[1]))*(Zc-double(z[1]));

xc2=(Xc-double(x[2]))*(Xc-double(x[2]));

yc2=(Yc-double(y[2]))*(Yc-double(y[2]));

zc2=(Zc-double(z[2]))*(Zc-double(z[2]));

xc3=(Xc-double(x[3]))*(Xc-double(x[3]));

yc3=(Yc-double(y[3]))*(Yc-double(y[3]));

zc3=(Zc-double(z[3]))*(Zc-double(z[3]));

dg1=sqrt(xc1+yc1+zc1)-double(r[1])-Rc;

dg2=sqrt(xc2+yc2+zc2)-double(r[2])-Rc;

dg3=sqrt(xc3+yc3+zc3)-double(r[3])-Rc;

if (abs(int(dg1))<=1) nom++;

if (abs(int(dg2))<=1) nom++;

if (abs(int(dg3))<=1) nom++;

if (nom==3) {break;}

Zc=z[1]-sqrt((r[1]+Rc)*(r[1]+Rc)-(x[1]-Xc)*(x[1]-Xc)-(y[1]-Yc)*(y[1]-Yc));

nom=0;

xc1=(Xc-double(x[1]))*(Xc-double(x[1]));

yc1=(Yc-double(y[1]))*(Yc-double(y[1]));

zc1=(Zc-double(z[1]))*(Zc-double(z[1]));

xc2=(Xc-double(x[2]))*(Xc-double(x[2]));

yc2=(Yc-double(y[2]))*(Yc-double(y[2]));

zc2=(Zc-double(z[2]))*(Zc-double(z[2]));

xc3=(Xc-double(x[3]))*(Xc-double(x[3]));

yc3=(Yc-double(y[3]))*(Yc-double(y[3]));

zc3=(Zc-double(z[3]))*(Zc-double(z[3]));

dg1=sqrt(xc1+yc1+zc1)-double(r[1])-Rc;

dg2=sqrt(xc2+yc2+zc2)-double(r[2])-Rc;

dg3=sqrt(xc3+yc3+zc3)-double(r[3])-Rc;

if (abs(int(dg1))<=1) nom++;

if (abs(int(dg2))<=1) nom++;

if (abs(int(dg3))<=1) nom++;

if (nom==3) {break;}



j++;



}



R4=(sqrt((Xc-Xvr)*(Xc-Xvr)+(Zc-Zvr)*(Zc-Zvr))); 

double x1,x2,y1,y2;

x1=Xc-Xvr;x2=R4;y1=Zc-Zvr;y2=0;

alp4=(x1*x2+y1*y2)/((sqrt(x1*x1+y1*y1)))/(sqrt(x2*x2+y2*y2));

al4=acos(alp4)*180/M_PI;

printf("Xc=%10.10f\n",Xc);

printf("Yc=%10.10f\n",Yc);

printf("Zc=%10.10f\n",Zc);



xc1=Xc-x[1];xc2=Xc-x[2];xc3=Xc-x[3];

yc1=Yc-y[1];yc2=Yc-y[2];yc3=Yc-y[3];

zc1=Zc-z[1];zc2=Zc-z[2];zc3=Zc-z[3];

XYc1=(-xc1*y[1]+yc1*x[1])/yc1;XYc2=(-xc2*y[2]+yc2*x[2])/yc2;XYc3=(-xc3*y[3]+yc3*x[3])/yc3;

ZYc1=(-zc1*y[1]+yc1*z[1])/yc1;ZYc2=(-zc2*y[2]+yc2*z[2])/yc2;ZYc3=(-zc3*y[3]+yc3*z[3])/yc3;

M1=((Rc*Rc)-(Xc*Xc+Yc*Yc+Zc*Zc))/(-2);

M2=((r[1]*r[1])-(x[1]*x[1]+y[1]*y[1]+z[1]*z[1]))/(-2);

M3=((r[2]*r[2])-(x[2]*x[2]+y[2]*y[2]+z[2]*z[2]))/(-2);

M4=((r[3]*r[3])-(x[3]*x[3]+y[3]*y[3]+z[3]*z[3]))/(-2);

Ykos1=(M1-M2-XYc1*Xc+XYc1*x[1]-ZYc1*Zc+ZYc1*z[1])/(xc1*Xc/yc1-xc1*x[1]/yc1+(Yc-y[1])+zc1*Zc/yc1-zc1*z[1]/yc1);

Ykos2=(M1-M3-XYc2*Xc+XYc2*x[2]-ZYc2*Zc+ZYc2*z[2])/(xc2*Xc/yc2-xc2*x[2]/yc2+(Yc-y[2])+zc2*Zc/yc2-zc2*z[2]/yc2);

Ykos3=(M1-M4-XYc3*Xc+XYc3*x[3]-ZYc3*Zc+ZYc3*z[3])/(xc3*Xc/yc3-xc3*x[3]/yc3+(Yc-y[3])+zc3*Zc/yc3-zc3*z[3]/yc3);

Xkos1=Ykos1*xc1/yc1+XYc1;Xkos2=Ykos2*xc2/yc2+XYc2;Xkos3=Ykos3*xc3/yc3+XYc3;

Zkos1=Ykos1*zc1/yc1+ZYc1;Zkos2=Ykos2*zc2/yc2+ZYc2;Zkos3=Ykos3*zc3/yc3+ZYc3;

} 

void osi(void)

{ 

int i,s=40;

char st[14];

setcolor(15);

line(40,40,40,800);

line(40,800,1000,800);

for(i=60;i<1000;i=i+20)

{line(i,798,i,802);}

for(i=80;i<1000;i=i+40)

{ sprintf(st,"%d",s);

outtextxy(i-7,810,st);

s=s+40;}

line(1000,800,985,795);

line(1000,800,985,805);

for(i=60;i<800;i=i+20)

{line(38,i,42,i);}

line(40,40,35,55);

line(40,40,45,55);

s=40;

for(i=760;i>40;i=i-40)

{ sprintf(st,"%d",s);

outtextxy(10,i-7,st);

s=s+40;

}

outtextxy(25,790,"0");

} 

void menu()

{

int c=-1,i;

while(c!=ESC)

{

c=getch();

if (c==DOWN)

{ int re=0;

floodfill(10,10,3);

al1=al1+5;al2=al2+5;al3=al3+5;al4=al4+5;

z[1]=Zvr+R1*sin(al1*M_PI/180);

x[1]=Xvr+R1*cos(al1*M_PI/180);

z[2]=Zvr+R2*sin(al2*M_PI/180);

x[2]=Xvr+R2*cos(al2*M_PI/180);

z[3]=Zvr+R3*sin(al3*M_PI/180);

x[3]=Xvr+R3*cos(al3*M_PI/180);

Zc=Zvr+R4*sin(al4*M_PI/180);

Xc=Xvr+R4*cos(al4*M_PI/180);

raz=0;osi();risuem();

setcolor(9);

for(i=0;i<schit;i++)

{ 

ugol[i]=ugol[i]+5;

XX[i]=Xvr+Rad[i]*cos(ugol[i]*M_PI/180);

circle(XX[i]+40,800-YY[i],2); 

} 

setcolor(15); 

setlinestyle(1,0,1);

line(Xc+40,800-Yc,x[1]+40,800-y[1]);

line(Xc+40,800-Yc,x[2]+40,800-y[2]);

line(Xc+40,800-Yc,x[3]+40,800-y[3]);

setlinestyle(0,0,1);



}



if (c==UP)

{ floodfill(10,10,3);

al1=al1-5;al2=al2-5;al3=al3-5;al4=al4-5;

z[1]=Zvr+R1*sin(al1*M_PI/180);

x[1]=Xvr+R1*cos(al1*M_PI/180);

z[2]=Zvr+R2*sin(al2*M_PI/180);

x[2]=Xvr+R2*cos(al2*M_PI/180);

z[3]=Zvr+R3*sin(al3*M_PI/180);

x[3]=Xvr+R3*cos(al3*M_PI/180);

Zc=Zvr+R4*sin(al4*M_PI/180);

Xc=Xvr+R4*cos(al4*M_PI/180);

raz=0;osi();risuem();

setcolor(9);

for(i=0;i<schit;i++)

{

ugol[i]=ugol[i]-5;

XX[i]=Xvr+Rad[i]*cos(ugol[i]*M_PI/180);

circle(XX[i]+40,800-YY[i],2); 

} 

setcolor(15);

setlinestyle(1,0,1);

line(Xc+40,800-Yc,x[1]+40,800-y[1]);

line(Xc+40,800-Yc,x[2]+40,800-y[2]);

line(Xc+40,800-Yc,x[3]+40,800-y[3]);

setlinestyle(0,0,1);

} }}



int main()

{ 



dano(); 

raschet(); 

osi();

risuem();

sechen();

menu();

getch();

return 0;

}





2