快捷導(dǎo)航

Java Chaos Game噪聲游戲?qū)嵗a

更新時(shí)間：2017年12月21日 10:24:43 作者：三向板磚

這篇文章主要介紹了Java Chaos Game噪聲游戲?qū)嵗a,具有一定借鑒價(jià)值，需要的朋友可以參考下。

[簡(jiǎn)介]

最近一直在讀《深?yuàn)W的簡(jiǎn)潔》，里面有一章介紹了幾種使用噪聲產(chǎn)生分形圖的方法，感覺(jué)很有意思，于是嘗試使用計(jì)算機(jī)模擬了一下，效果還不錯(cuò)（噪聲法比傳統(tǒng)迭代法在編程上好實(shí)現(xiàn)一些，后來(lái)發(fā)現(xiàn)這類算法還不少，搜索chaosgame可以找到更多）。

[Sierpinski三角形的噪聲產(chǎn)生法]

在這些噪聲游戲中，Sierpinski（謝爾賓斯基）三角形的生成規(guī)則可謂是最簡(jiǎn)單的：

1.在平面上選取三個(gè)點(diǎn)，標(biāo)記為1、2、3，作為大三角形的頂點(diǎn)。

2.選擇其中一點(diǎn)，作為“當(dāng)前點(diǎn)”（比如選擇1號(hào)）。

3.產(chǎn)生1~3的隨機(jī)數(shù)，在該數(shù)表達(dá)的頂點(diǎn)與“當(dāng)前點(diǎn)”的中點(diǎn)繪制一個(gè)新點(diǎn)，并將新點(diǎn)作為“當(dāng)前點(diǎn)”。

4.重復(fù)步驟3，即可逼近圖案。

*.注意隨機(jī)數(shù)最好不要使用以時(shí)間作為種子的產(chǎn)生方式。

[模擬程序]

package com.geiv.chaos;
import java.awt.event.KeyEvent;
import com.thrblock.util.RandomSet;
import geivcore.DefaultFactor;
import geivcore.KeyFactor;
import geivcore.KeyListener;
import geivcore.R;
import geivcore.UESI;
import geivcore.enginedata.obj.Obj;
public class Sierpinski extends DefaultFactor implements KeyListener{
	UESI UES;
	Obj[] basePoint;
	Obj crtPoint;
	public Sierpinski(UESI UES,int times){
		this.UES = UES;
		basePoint = new Obj[3];
		//創(chuàng)建三個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn) 
		for (int i = 0;i < 3;i++){
			basePoint[i] = UES.creatObj(UESI.BGIndex);
			basePoint[i].addGLPoint("70DBDB",0,0);
			basePoint[i].show();
		}
		basePoint[0].setCentralX(400);
		//設(shè)置三點(diǎn)位置 
		basePoint[0].setCentralY(60);
		basePoint[1].setCentralX(60);
		basePoint[1].setCentralY(550);
		basePoint[2].setCentralX(740);
		basePoint[2].setCentralY(550);
		crtPoint = basePoint[0];
		//將0號(hào)點(diǎn)作為當(dāng)前點(diǎn) 
		this.setKeyListener(this);
		UES.pushKeyBoardIO(this);
		for (int i = 0;i < times;i++){
			generateNew();
		}
	}
	@Override 
	  public void doKeyBord(KeyFactor whom, int keyCode, Boolean ispressed) {
		//掛載回調(diào) 
		if(ispressed){
			if(keyCode == KeyEvent.VK_SPACE){
				//空格對(duì)應(yīng)創(chuàng)建一個(gè)新點(diǎn) 
				generateNew();
			} else if(keyCode == KeyEvent.VK_A){
				//A對(duì)應(yīng)創(chuàng)建100個(gè)新點(diǎn) 
				for (int i = 0;i < 100;i++){
					generateNew();
				}
			} else if(keyCode == KeyEvent.VK_B){
				//B對(duì)應(yīng)創(chuàng)建1000個(gè)新點(diǎn) 
				for (int i = 0;i < 1000;i++){
					generateNew();
				}
			}
		}
	}
	public void generateNew(){
		Obj flagPoint = basePoint[RandomSet.getRandomNum(0, 2)];
		//隨機(jī)選擇基準(zhǔn)點(diǎn)之一 
		float nx = (flagPoint.getCentralX() + crtPoint.getCentralX())/2f;
		//計(jì)算中點(diǎn) 
		float ny = (flagPoint.getCentralY() + crtPoint.getCentralY())/2f;
		Obj newPoint = UES.creatObj(UESI.BGIndex);
		//創(chuàng)建新點(diǎn) 
		newPoint.addGLPoint("70DBDB",0,0);
		newPoint.setColor(RandomSet.getRandomColdColor());
		newPoint.setCentralX(nx);
		//設(shè)置坐標(biāo) 
		newPoint.setCentralY(ny);
		newPoint.show();
		crtPoint = newPoint;
		//置為當(dāng)前點(diǎn)
	}
	public static void main(String[] args) {
		UESI ues = new R();
		new Sierpinski(ues,0);
		//后面的構(gòu)造參數(shù)可以設(shè)置初始點(diǎn)數(shù)。
	}
}

[模擬結(jié)果]

在B鍵按下時(shí)

[Barnsleyfern的噪聲產(chǎn)生法]

相比于Sierpinski三角的簡(jiǎn)單規(guī)則性，Barnsleyfern（分形羊齒草）給人以更加復(fù)雜的印象，出于它的復(fù)雜性，混沌學(xué)科經(jīng)常拿出它來(lái)證明“簡(jiǎn)單規(guī)則也可產(chǎn)生復(fù)雜對(duì)象”的結(jié)論。

它的產(chǎn)生規(guī)則也不是很復(fù)雜：

1.首先給定”當(dāng)前點(diǎn)”(0,0),我們用ox，oy表示橫縱坐標(biāo)。

2.計(jì)算下一點(diǎn)(nx,ny)需要以一定隨機(jī)規(guī)則選擇下列四種迭代公式之一：

1）以%1的概率選擇此迭代公式：

nx=0;

ny=0.16f*oy;

2）以%85的概率選擇此迭代公式：

nx=0.85*ox+0.04*oy;

ny=-0.04*ox+0.85*oy+1.6;

3）以%7的概率選擇此迭代公式：

nx=0.2*ox-0.26*oy;

ny=0.23*ox+0.22*oy+1.6;

4）以%7的概率選擇此迭代公式：

nx=-0.15*ox+0.28*oy;

ny=0.26*ox+0.24*oy+0.44;

3．繪制(nx,ny)，并將其設(shè)為當(dāng)前點(diǎn)，重復(fù)2，即可無(wú)限逼近結(jié)果。

↑以上公式摘自Wiki：http://en.wikipedia.org/wiki/Barnsley_fern。在編程時(shí)，我發(fā)現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題，Wiki并未指明這個(gè)坐標(biāo)的決對(duì)值與屏幕大小的關(guān)系，也并未說(shuō)明x、y軸的方向，在我自己定義的坐標(biāo)系下繪制總是不成功，后來(lái)我按照公式搜索，找到了這個(gè)面：http://people.sc.fsu.edu/~jburkardt/cpp_src/fern_opengl/fern.cpp。這是一個(gè)C++下的OPENGL程序，而里面用了與Wiki相同的公式，也就是說(shuō)，這組公式是以O(shè)pengl的坐標(biāo)系為基準(zhǔn)的，在做了對(duì)應(yīng)變換后終于成功繪制。

[模擬程序]

package com.geiv.chaos;
import geivcore.DefaultFactor;
import geivcore.KeyFactor;
import geivcore.KeyListener;
import geivcore.R;
import geivcore.UESI;
import geivcore.enginedata.obj.Obj;
import java.awt.Color;
import java.awt.event.KeyEvent;
import com.thrblock.util.RandomSet;
public class Barnsleyfern extends DefaultFactor implements KeyListener{
	UESI UES;
	Obj crtPoint;
	public Barnsleyfern(UESI UES,int times){
		this.UES = UES;
		crtPoint = UES.creatObj(UESI.BGIndex);
		crtPoint.addGLPoint("70DBDB",0,0);
		crtPoint.show();
		crtPoint.setCentralX(0);
		crtPoint.setCentralY(0);
		UES.setViewOffsetX(90);
		this.setKeyListener(this);
		UES.pushKeyBoardIO(this);
		for (int i = 0;i < times;i++){
			generateNew();
		}
	}
	@Override 
	  public void doKeyBord(KeyFactor whom, int keyCode, Boolean ispressed) {
		//鍵盤IO的方式同上例 
		if(ispressed){
			if(keyCode == KeyEvent.VK_SPACE){
				generateNew();
			} else if(keyCode == KeyEvent.VK_A){
				for (int i = 0;i < 100;i++){
					generateNew();
				}
			} else if(keyCode == KeyEvent.VK_B){
				for (int i = 0;i < 1000;i++){
					generateNew();
				}
			}
		}
	}
	public void generateNew(){
		float nx,ny;
		float ox = crtPoint.getCentralX()/150f,oy = (600 - crtPoint.getCentralY())/60f;
		//這里做了OPENGL坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，在設(shè)置新點(diǎn)位置時(shí)對(duì)應(yīng)反轉(zhuǎn)。 
		double code = 100.0 * RandomSet.getRandomFloatIn_1();
		//隨機(jī)浮點(diǎn)數(shù)數(shù)0~100 
		if(code >= 0&&code <= 1){
			nx = 0;
			ny = 0.00f * ox + 0.16f * oy;
		} else if(code > 1&& code <= 86){
			nx = 0.85f*ox + 0.04f*oy;
			ny = -0.04f*ox + 0.85f*oy + 1.6f;
		} else if(code > 86&& code <= 93){
			nx = 0.2f*ox - 0.26f*oy;
			ny = 0.23f*ox + 0.22f*oy + 1.6f;
		} else{
			nx = -0.15f*ox + 0.28f*oy;
			ny = 0.26f*ox + 0.24f*oy + 0.44f;
		}
		Obj newPoint = UES.creatObj(UESI.BGIndex);
		newPoint.addGLPoint("70DBDB",0,0);
		newPoint.setColor(Color.GREEN);
		newPoint.setCentralX(nx*150f);
		//將之前的坐標(biāo)變換抵消 
		newPoint.setCentralY(600 - ny*60f);
		newPoint.show();
		crtPoint = newPoint;
		//設(shè)置新點(diǎn)為當(dāng)前點(diǎn)。
	}
	public static void main(String[] args) {
		UESI ues = new R();
		new Barnsleyfern(ues,0);
	}
}

[模擬結(jié)果]