Глаза в форме эллипса, следящие за мышкой. (Processing 3)

Для создания глаза был написан класс, содержащий в себе несколько параметров, определяющих эллипс:

• Большая полуось

• Малая полуось

• Центр

• Фокальное расстояние

Была поставлена задача определение положения курсора на экране, относительно области эллипса.

Я использовал одно из основных свойств эллипса: Сумма расстояний от любой точки эллипса до его фокусов есть величина постоянная и равная удвоенной большей полуоси.

Однако возникает следующая проблема: как сделать так, чтобы зрачок наблюдал за курсором, не пересекая границу глазного яблока (белка).

Решением было добавление дополнительного эллипса, который являлся "барьером" (границей) для зрачка, это можно понять так: чтобы зрачок не "закатывался" за поверхность белка.

И далее задача решается довольно просто:

1. внутри эллипса отрисовка зрачка будет происходить "классически"- на месте расположения курсора.

2. при расположении курсора вне границ "граничного" эллипса, я буду использовать переменные хранящие в себе положение курсора, затем по простой формуле разницы нужного и текущего, я буду смещать координату курсора, к центру эллипса.

3. как только координата уменьшится, будет выполнятся условие пункта (1) и зрачок будет отрисован на пересечении линии эллипса и прямой, соединяющей центр глаза и текущее положение курсора.

   

На (рис 2) линии выходят из 2х фокусов и центра "граничных" эллипсов.

//// размеры экрана
//int shirina = 640;
//int visota = 360;

// для моего монитора 1024 
int shirina = 1920;
int visota = 1080;

class Ellipses {

  int el_height;
  int el_width;

  float a;  //большая полуось а
  int b;  //малая полуось b

  int cent_x; // центр эллипса
  int cent_y;

  int focusLeft; // фокусы
  int focusRight;

  int c;// фокальное расстояние с

  // координаты зрачка
  int pos_x, pos_y;

  Ellipses(int Ewidth, int Eheight, int centr_x, int centr_y) { // конструктор (запускается один раз при создании обьекта)

    el_height = Eheight;  //высота
    el_width = Ewidth;  //ширина

    a = Ewidth/2;
    b = Eheight/2;

    // центр по умолчанию width/2 height/2 (это ширина и высота экрана)
    cent_x = centr_x;//shirina/2;// width/2;
    cent_y = centr_y;//visota/2;//height/2;

    c = int(sqrt(pow(a, 2)-pow(b, 2))); // вместо pow можно sq()

    // координаты фокусов по x
    focusLeft = cent_x-c;
    focusRight = cent_x+c;
  }

  float Svvo() { //сумма фокусных расстояний
    float summ = sqrt( pow( (mouseX - focusLeft), 2)+ pow( (mouseY - cent_y), 2)) +
      + sqrt( pow( (mouseX - focusRight), 2)+ pow( (mouseY - cent_y), 2));
    return summ;
  }

  float DistFLeft(int mouse_X, int mouse_Y) { // от мышки, до левого фокуса
    float dist = sqrt( pow( (mouse_X - focusLeft), 2)+ pow( (mouse_Y - cent_y), 2));
    return dist;
  }

  float DistFRight(int mouse_X, int mouse_Y) { // от мышки до правого фокуса
    float dist = sqrt( pow( (mouse_X - focusLeft), 2)+ pow( (mouse_Y - cent_y), 2));
    sqrt( pow( (mouse_X - focusRight), 2)+ pow( (mouse_Y - cent_y), 2));
    return dist;
  }

  float SvvoWithParam(float mouse_X, float mouse_Y) { // сумма фокусных расстояний, но с параметром
    float summ = sqrt( pow( (mouse_X - focusLeft), 2)+ pow( (mouse_Y - cent_y), 2)) +
      + sqrt( pow( (mouse_X - focusRight), 2)+ pow( (mouse_Y - cent_y), 2));
    return summ;
  }

  void pos() {
    pos_x = mouseX;
    pos_y= mouseY;
  }
}

//параметры глаз
int sh=300;
int vis = 200;

// координаты глаза
int centr_eyex = shirina*3/9; 
int centr_eyey = visota/2;

Ellipses beloc = new Ellipses(sh, vis, centr_eyex, centr_eyey); // (ширина высота) эллипса (параметры глаза)
Ellipses zrachoc = new Ellipses(beloc.el_height/3, beloc.el_height/3, centr_eyex, centr_eyey);
Ellipses edge = new Ellipses(beloc.el_width - zrachoc.el_height, beloc.el_height - zrachoc.el_height, centr_eyex, centr_eyey);


// координаты глаза
int centr_eyex1 = shirina*6/9; 
int centr_eyey1 = visota/2;

Ellipses beloc1 = new Ellipses(sh, vis, centr_eyex1, centr_eyey1); // (ширина высота) эллипса (параметры глаза)
Ellipses zrachoc1 = new Ellipses(beloc.el_height/3, beloc.el_height/3, centr_eyex1, centr_eyey1);
Ellipses edge1 = new Ellipses(beloc.el_width - zrachoc.el_height, beloc.el_height - zrachoc.el_height, centr_eyex1, centr_eyey1);



void setup() {

  //size(640, 360);
  fullScreen();

  //shirina = 640;
  //visota = 360;

  //noStroke(); // без "обводки" если убрать, то перестанет рисовать line
}

void draw() {
  background(#9ec6b7);
  ellipseMode(CENTER);  // Set ellipseMode to RADIUS

  fill(#b47d4b);  // HUE

  ellipse(beloc.cent_x, beloc.cent_y, beloc.el_width, beloc.el_height); 

  fill(210, 255, 255);
  ellipse(edge.cent_x, edge.cent_y, edge.el_width, edge.el_height);

  float mouse_X = mouseX, mouse_Y = mouseY;
  float mouse_X1 = mouseX, mouse_Y1 = mouseY;

  while (edge.SvvoWithParam(mouse_X, mouse_Y)> edge.a*2) {
    mouse_X -= 0.01*(mouse_X-edge.cent_x);
    mouse_Y -= 0.01*(mouse_Y-edge.cent_y);
  }

  fill(#363d2b);
  ellipse(mouse_X, mouse_Y, zrachoc.el_height, zrachoc.el_height);

  line(mouseX, mouseY, edge.cent_x, edge.cent_y);
  line(mouse_X, mouse_Y, edge.focusRight, edge.cent_y);
  line(mouse_X, mouse_Y, edge.focusLeft, edge.cent_y);


  //------------------------------------------------------------------------------------------------
  fill(#b47d4b);  // HUE

  ellipse(beloc1.cent_x, beloc1.cent_y, beloc1.el_width, beloc1.el_height); 

  fill(210, 255, 255);
  ellipse(edge1.cent_x, edge1.cent_y, edge1.el_width, edge1.el_height);

  //float mouse_X1 = mouseX, mouse_Y1 = mouseY;

  while (edge1.SvvoWithParam(mouse_X1, mouse_Y1)> edge1.a*2) {
    mouse_X1 -= 0.01*(mouse_X1-edge1.cent_x);
    mouse_Y1 -= 0.01*(mouse_Y1-edge1.cent_y);
  }

  fill(#363d2b);
  ellipse(mouse_X1, mouse_Y1, zrachoc1.el_height, zrachoc1.el_height);

  line(mouseX, mouseY, edge1.cent_x, edge1.cent_y);
  line(mouse_X1, mouse_Y1, edge1.focusRight, edge1.cent_y);
  line(mouse_X1, mouse_Y1, edge1.focusLeft, edge1.cent_y);
}