Russian Qt Forum

В общем устраиваюсь на работу дали испытательное задание (см. во вложении).
смысл задания - пустить волну со случайным углом со случайной точки

Возникло пару вопросов по самой постановке задачи:
1. не могу понять пускать волну надо по всей горизонтали или только по розовой области которая обозначена на рисунку?
подпись 'moving wave' - distortion effect zone (distortion is stretch) как-то немного вводит в заблуждение
2. если волна будет начинаться как показано на рисунке с точки А, второй конец волны будет в точке b или
все-таки в точке С? (если в точке b - получается она будет висеть как-бы в воздухе)
3. надпись - "Optical distortion function should be defined as an input data. " - это вообще как? предоставить пользователю на
выбор несколько ф-ций для моделирования волны?
4. и еще меня смущает 4 пункт задания- "every pass of wave has to start from random corner pixel", что это за corner pixel?
это значит что волна может начинаться только с угла? зачем тогда на рисунке так не показано?

Буду рад любым соображениям на данную тему  :)

Написано же, что волна плоская и её волновой вектор направлен под углом alpha.
Розовая область - это типа рассеиватель волны. Если бы этой области не было бы, то наблюдалось бы свободное распространение плоской волны (если смотреть с верху мы бы видели перпендикулярные к направлению волнового вектора прямые одинаковой фазы).
Но поскольку есть рассеиватель он будет гасить падающую волну. Алгоритм взаимодействия волны с рассеивателем там вроде написан..
Как то так..

извиняюсь за свою не сообразительность, но как-то впервые сталкиваюсь с таким...
хочу уточнить - то есть волна будет существовать только в этой "розовой" области?
2. насчет "every pass of wave has to start from random corner pixel" это значит что волна может начинаться
только с 1 из 4 углов?

Волна будет существовать всюду. Розовая область - это рассеиватель.
Вот вид свободной волны (2D):
A(x,y, t) = A0*cos(k_x * x + k_y * y - omega * t)

Волновой вектор k и omega связаны между собой (как именно, вы найдёте думаю).
Амплитуда A(x,y,t) - принимает значения от -A0 до A0. Например A0 - соответствует красному цвету, а -A0 - синиму. Тогда для  промежуточного значения A - находите свой цвет.

Вот если бы рассеивателя не было бы (что советую вам вначале реализовать)
Всё происходит так:
1) Задаёте k, угол alpha и соответственно получаете k_x, k_y.
2) При t = 0   Вы имеете функцию A(x, y, 0)
3) Красите весь ваш image в соответствии с A(x, y, 0) и сохраняете картинку или показываете.
4) Увеличиваете время t = 0 + dt
5) Красите весь ваш image в соответствии с A(x, y, dt) и опять сохраняете или показываете
и так далее.
Получается анимация - расспространения плоской волны.

Если есть рассеиватель, применяете к амплитуде тот алгоритм, что приведён в задании. Должно получиться размытие в области рассеивателя. Причём чем больше длина волны, тем меньше этот эффект должен быть. 

Волна одна, идет последовательно по всей картинке во времени, начиная от одного из углов картинки. Направление (куда бежит волна) задается углом альфа.  Розовым нарисовано потому что за границами n(x) = 0 (пиксели остаются неизменными). В принципе это может быть и "много.волн" - если n(x) "волнистый"

Задача "персик" - если хотите могу накидать псевдокод. Логично мерять strecth не в пикселях (с которыми потом непонятно что делать) а относительно расстояния до дна аквариума - тогда честный refraction эффект

да было бы не плохо  :)

C++ (Qt)
QImage * mImage;  // картынка
QPointF mPos;         // координаты угла с которого началось
qreal mCurTime;     // текущее время   
qreal mSpeed;         // скорость (пикселей/сек)
QPointF mWaveDir;     // направление волна    
qreal mDistortAmount;  // множитель искажений
 
// установка параметров волны
void Wave::Setup( bool left, bool top, qreal angle )    // угол альфа в радианах от 0 до PI / 2
{
 mPos.setX(left ? 0.0 : mImage->width);
 mPos.setY(top ? 0.0, mImage->height());
 if (left) 
  angle = top ? (-angle) : angle;
 else 
  angle = PI * (top ? 1.0 : 0.5); 
 mDir = QPointF(cos(angle), sin(angle));
}
 
void Wave::CalcPixelDistort( int & x, int & y )
{
  QPointF vec = QPoint(x, y) - mPos;  // текущее направление
  float theX = vec * mDir;                  // длина проекции на направление волны
  theX -= mCurTime * mSpeed;           // получили то "x" от которого брать n(x)
  qreal height = CalcHeight(theX);       // высота волны n(x)
 
// имитируем refraction
  qreal heigh2 = CalcHeight(theX + 1);   
  qreal shift = (height2 - height) * mDistortAmount;
 
  x += int(mDir.x() * shift);
  y += int(mDir.y() * shift);
 
  x = qMin(x, mImage->width() - 1);
  y = qMin(y, mImage->height() - 1);
  x = qMax(x, 0);
  y = qMax(y, 0);
}
 

Можно честно посчитать преломление воды, но это уже если есть интерес, время, желание. С имитатором должно быть неплохо

Edit: по-хорошему анти-алиас надо делать, для этого x, y float чтобы потом вместо одного пикселя подсунуть сумму на выходе

да с физикой проблемы... но немного разобрался, немного непонятно следующее:
1. как задавать вектор k? произвольное значение его абсолютной величины? он будет постоянен?
2. как будут изменятся координаты x и y?

Модуль вектора k - постоянен. Задаёте его произвольно. k выражается через длину волны (k=2π/λ). Я бы лучше задавал не сам k, а длину волны λ.
Тогда
k_x = k * cos(alpha),
k_y = k * sin(alpha).
Далее задаёте omega.

У вас получается функция A(x,y,t).
И у вас есть image, каждый пиксель которого характеризуется двумя координатами (row, column)  и цветом.
Находите соответствие между (x,y)  и (row, column)
row = a11*x + a12
col = a21*y + a22

Красите каждый пиксель в соответствии с величиной A(x,y,t).
 

Д'Аламбера шьешь, начальник?  :)
(я не физик, просто делал такую процедуралку). Конечно это правильно, но дело в том что - при всем желании - никаких указаний на это в задании нет. Как раз наоборот - нарисован тупенький колокольчик, сказано n(x) - но не n(x. t) - а это значит  волна существует не везде от старта (как правильно) а лишь в розовой области. А если так, то надо рисовать колокольчик и не пререкаться с заказчиком. Это делается так

C++ (Qt)
qreal CalcHeight( float x )
{
  x /= mBandWidth * 0.5;   // mBandWidth = ширина розовой области в пикселях
  if (fabs(x) > 1) return 0.0f;
 
  static qreal theK = ln(0.01);
  return (exp(x * x * theK) - 0.01) / 0.99; 
} 
 

Красить не спрашивали - нужно вместо одного пикселя посунуть другой

Там работы на день (включая multi-threaded вариант), так что есть смысл подсуетиться

Мы пока говорим о свободном расспространении плоской воны. Без учёта области оптического искажения.

Как я понял задачу:
Плоская волна расспространяется под углом alpha. Это свободное расспространение описывается аммплитудой A(x,y,t).
В розовой области, из-за оптических искажений n(x,y) - величина искажений, аммплитуда A(x,y,t) уже будет равной: n(x,y)A(x,y,t).

Ну и соответственно меняем время - получаем анимацию.
 
Или розовая область - это и есть волна, которая движется..
Да, наверное второе правильнее..

А может не надо "наводить тень на плетень"? :) Заказчик вполне  ясно  показал где волна (розовая область). Согласен, это физически некорректно, но надо делать что хочет заказчик, а не умничать.

Также не надо пускать пыль в глаза вумными словами "оптические искажения" - эффект возможен только один - волна изменяет нормаль к поверхности воды, материал преломляет k = 1.33 поэтому вместо одной точки на дне мы должны видеть другую. Это несложно просчитать точно, но не грех и подделать.

Модный прононс "расспространяется" ни к чему, здесь простая приставка "рас"  :)

Ааа)) Понятно) Розовая область - это и есть волна)
А я то думал, что это (розовая область) искажение, которое на своём пути встречает волна..

Прошу прощения)

Переоценка интеллекта заказчика = типичная ошибка интеллигента  :)
Конечно "розовая область" это бред, волновое уравнение реализуется совсем просто, но по-своему он прав - он хочет увидеть крепкую "технику реализации", заставлять человека копаться в физике 18 века (правильно?) - нет смысла. Впрочем пока - ни того ни другого  :)