Fourier Epicycles Animation

Genera animaciones de epiciclos de Fourier al estilo Manim a partir de imágenes.

🎯 ¿Qué hace?

1. Extrae el contorno de una imagen (silueta)
2. Calcula la Transformada Discreta de Fourier (DFT) usando KissFFT
3. Genera un video con rendering de alta calidad (Cairo) o estándar (OpenCV)

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📦 Requisitos

Windows

1. Instalar CMake

winget install Kitware.CMake

O descarga desde: https://cmake.org/download/

⚠️ Importante: Después de instalar, cierra y abre PowerShell para que reconozca el comando cmake.

2. Instalar Visual Studio Build Tools

winget install Microsoft.VisualStudio.2022.BuildTools

Durante la instalación, selecciona "Desktop development with C++"

Alternativa: Instala Visual Studio Community

3. Instalar vcpkg (gestor de dependencias)

# Clonar vcpkg
git clone https://github.com/microsoft/vcpkg.git C:\vcpkg
cd C:\vcpkg
.\bootstrap-vcpkg.bat

# Integrar con Visual Studio/CMake
.\vcpkg integrate install

4. Instalar dependencias con vcpkg

cd C:\vcpkg

# OpenCV (obligatorio)
.\vcpkg install opencv4:x64-windows

# Cairo (opcional, para mejor calidad de rendering)
.\vcpkg install cairo:x64-windows

💡 Nota: Cairo es opcional. Sin él, el programa usará OpenCV para renderizar (funciona igual, pero con menos antialiasing).

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🔨 Compilación

Paso 1: Clonar el repositorio

git clone --recursive https://github.com/asdcainicela/fourier-epicycles-cpp.git
cd fourier-epicycles-cpp

Nota: El flag --recursive descarga los submodules (dmilos/color y kissfft)

Si ya clonaste sin --recursive:

git submodule update --init --recursive

Paso 2: Crear directorio de build

cd fourier_animation
mkdir build
cd build

Paso 3: Configurar y Compilar

Tienes dos opciones para compilar:

Opción A: Usar Developer Command Prompt (Recomendado)

1. Abre "Developer Command Prompt for VS 2022" desde el menú Inicio
2. Navega al directorio de build:

   cd "C:\ruta\a\fourier-epicycles-cpp\fourier_animation\build"

3. Configura con CMake:

   cmake .. -G "Ninja" -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=C:/vcpkg/scripts/buildsystems/vcpkg.cmake

4. Compila:

   ninja

Opción B: Desde PowerShell (con wrapper de entorno)

Si prefieres usar PowerShell sin abrir Developer Command Prompt, usa este comando que configura el entorno automáticamente:

# Configurar CMake
cmd /c "`"C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\2022\BuildTools\VC\Auxiliary\Build\vcvars64.bat`" && cd /d `"$PWD`" && cmake .. -G Ninja -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=C:/vcpkg/scripts/buildsystems/vcpkg.cmake"

# Compilar
cmd /c "`"C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\2022\BuildTools\VC\Auxiliary\Build\vcvars64.bat`" && cd /d `"$PWD`" && ninja"

⚠️ Nota: Si tienes Visual Studio Community/Professional en lugar de Build Tools, la ruta sería: C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\2022\Community\VC\Auxiliary\Build\vcvars64.bat

Salida esperada de CMake

Deberías ver algo como:

-- OpenCV version: 4.x.x
-- Cairo found via vcpkg
-- === Fourier Animation Build Configuration ===
-- Build type:     Release
-- OpenCV:         4.x.x
-- Cairo:          TRUE
-- ==============================================

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🚀 Uso

.\Release\fourier_animation.exe <imagen> [opciones]

Ejemplos

# Básico
.\Release\fourier_animation.exe mi_imagen.png

# Con opciones
.\Release\fourier_animation.exe logo.png -o video.mp4 -n 200 -f 900

# Alta calidad (más epiciclos, más resolución)
.\Release\fourier_animation.exe silueta.png -n 500 -w 3840 -h 2160 --fps 60

Opciones disponibles

Opción	Descripción	Default
-o, --output <path>	Ruta del video de salida	fourier_output.mp4
-n, --circles <num>	Número de epiciclos	100
-f, --frames <num>	Total de frames	600
--fps <num>	Frames por segundo	60
-w, --width <num>	Ancho del video	1920
-h, --height <num>	Alto del video	1080
--samples <num>	Puntos del contorno	500
--no-circles	Ocultar círculos	-
--no-vectors	Ocultar vectores	-
--no-path	Ocultar trazo	-
--cpu	Forzar encoding por CPU	-

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📁 Estructura del proyecto

fourier-epicycles-cpp/
├── external/
│   ├── color/              # Biblioteca de colores (submodule)
│   └── kissfft/            # FFT library (submodule)
├── fourier_animation/
│   ├── include/
│   │   ├── fourier.hpp
│   │   ├── contour_extractor.hpp
│   │   ├── animation.hpp
│   │   └── video_writer.hpp
│   ├── src/
│   │   ├── main.cpp
│   │   ├── fourier.cpp
│   │   ├── contour_extractor.cpp
│   │   ├── animation.cpp
│   │   └── video_writer.cpp
│   └── CMakeLists.txt
└── README.md

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📚 Bibliotecas externas

Biblioteca	Tipo	Descripción
OpenCV	vcpkg	Extracción de contornos, video I/O
Cairo	vcpkg (opcional)	Rendering 2D de alta calidad
KissFFT	submodule	Transformada de Fourier
dmilos/color	submodule	Manejo de colores

Ejemplo de uso de colores

#include <color/color.hpp>

// Usar constantes de color
::color::rgb<std::uint8_t> rojo = ::color::constant::red_t{};
::color::rgb<std::uint8_t> turquesa = ::color::constant::turquoise_t{};

// Convertir a cv::Scalar para OpenCV (BGR)
cv::Scalar scalar(rojo[2], rojo[1], rojo[0]);

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🐛 Solución de problemas

"cmake : El término 'cmake' no se reconoce"

Instala CMake y reinicia PowerShell:

winget install Kitware.CMake
# Cierra y abre PowerShell

"Running 'nmake' '-?' failed" o "CMAKE_CXX_COMPILER not set"

Este error ocurre cuando ejecutas CMake desde PowerShell sin el entorno de Visual Studio configurado. Soluciones:

1. Usar Developer Command Prompt (ver Paso 3, Opción A), o
2. Usar el wrapper de entorno (ver Paso 3, Opción B)

"Could not find any instance of Visual Studio"

CMake no encuentra Visual Studio. Verifica:

1. Tienes instalado Visual Studio Build Tools o Visual Studio Community
2. Instalaste el componente "Desktop development with C++"
3. Si aún falla, limpia la caché de CMake y usa el generador Ninja:

Remove-Item -Recurse -Force CMakeCache.txt, CMakeFiles
# Luego usa la Opción B del Paso 3

"Error: generator does not match the generator used previously"

Limpia la caché de CMake antes de cambiar el generador:

Remove-Item -Recurse -Force CMakeCache.txt, CMakeFiles

"OpenCV not found"

Asegúrate de usar el toolchain de vcpkg:

cmake .. -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=C:/vcpkg/scripts/buildsystems/vcpkg.cmake

"CUDA not found" (warning)

Es solo una advertencia. CUDA es opcional para aceleración de hardware.

Los submodules no se descargaron

git submodule update --init --recursive

El video no se genera

Asegúrate de tener codecs instalados. Instala K-Lite Codec Pack si es necesario.

Cairo no se detecta

Verifica que instalaste Cairo con vcpkg:

C:\vcpkg\vcpkg install cairo:x64-windows

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📄 Licencia

MIT License

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🙏 Créditos

• Inspirado en 3Blue1Brown
• FFT: KissFFT
• Rendering: Cairo / OpenCV
• Biblioteca de colores: dmilos/color
• Visualización: OpenCV