//----------------------------------------------------------------------------- // Fraktaly v pocitacove grafice // // Autor: Pavel Tisnovsky // // Prvni demonstracni priklad na vypocet Markus-Lyapunovych fraktalu //----------------------------------------------------------------------------- #include #include #include #include #define PIXMAP_WIDTH 800 // sirka pixmapy #define PIXMAP_HEIGHT 600 // vyska pixmapy typedef struct { // struktura popisujici pixmapu unsigned int width; unsigned int height; unsigned char *pixels; } pixmap; pixmap *pix; //----------------------------------------------------------------------------- // Funkce pro vytvoreni pixmapy o zadane velikosti //----------------------------------------------------------------------------- pixmap * createPixmap(const unsigned int width, const unsigned int height) { pixmap *p=(pixmap *)malloc(sizeof(pixmap)); // alokace struktury pixmapy if (!p) return NULL; p->width=width; // naplneni struktury p->height=height; p->pixels=(unsigned char *)malloc(3*width*height); if (!p->pixels) { // alokace pole pro pixely free(p); // alokace se nepovedla return NULL; } else { memset(p->pixels, 0, 3*width*height); // smazani pixmapy } return p; } //----------------------------------------------------------------------------- // Funkce pro zruseni pixmapy //----------------------------------------------------------------------------- void destroyPixmap(pixmap *p) { if (p->pixels) free(p->pixels); // uvolnit vlastni pixmapu if (p) free(p); // i okolni strukturu } //----------------------------------------------------------------------------- // Vymazani pixmapy //----------------------------------------------------------------------------- void clearPixmap(const pixmap *p) { if (!p) return; if (!p->pixels) return; memset(p->pixels, 0, 3*p->width*p->height); } //----------------------------------------------------------------------------- // Ulozeni pixmapy do externiho souboru typu TGA (Targa) //----------------------------------------------------------------------------- void savePixmap(const pixmap *p, const char *fileName) { FILE *fout; unsigned int i, j, k; unsigned char tgaHeader[18]={ // hlavicka formatu typu TGA 0x00, // typ hlavicky TGA 0x00, // nepouzivame paletu 0x02, // typ obrazku je RGB TrueColor 0x00, 0x00, // delka palety je nulova 0x00, 0x00, 0x00, // pozice v palete nas nezajima 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, // obrazek je umisteny na pozici [0, 0] 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, // sirka a vyska obrazku (dva byty na polozku) 0x18, // format je 24 bitu na pixel 0x20 // orientace bitmapy v obrazku }; if (!p || !p->pixels) return; memcpy(tgaHeader+12, &(p->width), 2); // do hlavicky TGA zapsat velikost obrazku memcpy(tgaHeader+14, &(p->height), 2); fout=fopen(fileName, "wb"); if (fout) { fwrite(tgaHeader, 18, 1, fout); // zapsat hlavicku TGA do souboru for (j=p->height; j; j--) { // radky zapisovat v opacnem poradi unsigned int yoff=(j-1)*3*p->width; // y-ovy offset v poli unsigned int xoff=0; // x-ovy offset v poli for (i=0; iwidth; i++) { // pro kazdy pixel na radku for (k=0; k<3; k++) { // prohodit barvy RGB na BGR fputc(p->pixels[xoff+yoff+2-k], fout); // a zapsat do souboru } xoff+=3; // posun na dalsi pixel } } fclose(fout); } } //----------------------------------------------------------------------------- // Zmena barvy pixelu na zadanych souradnicich //----------------------------------------------------------------------------- void putpixel(pixmap *p, const unsigned int x, // pozice pixelu v pixmape const unsigned int y, const unsigned char r, // barva pixelu const unsigned char g, const unsigned char b) { int pos; // zde se vyuziva zkraceneho vyhodnoceni vyrazu - pokud plati !p, nic se dale netestuje if (!p || !p->pixels || x>=p->width || y>=p->height) return; pos=3*(x+y*p->width); p->pixels[pos++]=r; // nastaveni barvy pixelu p->pixels[pos++]=g; p->pixels[pos]=b; } //----------------------------------------------------------------------------- // Vypocet Markus-Lyapunovych fraktalu //----------------------------------------------------------------------------- void recalcLyapunov(pixmap *pix, // pracovni pixmapa int maxiter, // maximalni pocet iteraci double xmin, // meze fraktalu v rovine double ymin, double xmax, double ymax) { int x, y, i, j; // pocitadla smycek double startx, starty; double z, r=0.0; double total; starty=ymin; // pro vsechny radky pixmapy for (y=0; yheight; y++) { startx=xmin; printf("%d\t", y); // pro vsechny pixely na radku for (x=0; xwidth; x++) { startx+=(xmax-xmin)/pix->width; // pocatecni hodnota prvni funkce z=0.5; total=0.0; j=0; // pocitadlo pro pristup k retezci // iteracni smycka for (i=0; imaxiter/2) { // ve druhe polovine cyklu se pocita Lyapunuv exponent if (fabs(r-2.0*r*z)>0.0) total+=log(fabs(r-2.0*r*z))/log(2.0); } if (z>500.0) break; } total=150.0*total/maxiter; // vypocet exponentu s vynasobenim konstantou 150 if (total<0) { // obarvit pouze pixely se zapornym exponentem if (total<-255) total=-255; total=-total/255; // dalsi tri radky - gamma korekce total=pow(total, 0.5); total*=255.0; putpixel(pix, x, y, total, total, total); } else // "chaoticke" pixely jsou cerne putpixel(pix, x, y, 0, 0, 0); } // prechod na dalsi radek starty+=(ymax-ymin)/pix->height; } } //----------------------------------------------------------------------------- // Hlavni funkce konzolove aplikace //----------------------------------------------------------------------------- int main(int argc, char **argv) { puts("\n*** lyapunov ***\n"); puts("processing:\n"); // vytvoreni a prvotni smazani pixmapy pix=createPixmap(PIXMAP_WIDTH, PIXMAP_HEIGHT); clearPixmap(pix); recalcLyapunov(pix, 500, -8.0, -6.0, 8.0, 6.0); savePixmap(pix, "lyapunov1.tga"); puts("\ndone!\n"); return 0; } //----------------------------------------------------------------------------- // finito //-----------------------------------------------------------------------------