Java Chaos Game噪声游戏实例代码

2024-07-13 10:15:08

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来源：转载

供稿：网友

[简介]

最近一直在读《深奥的简洁》，里面有一章介绍了几种使用噪声产生分形图的方法，感觉很有意思，于是尝试使用计算机模拟了一下，效果还不错（噪声法比传统迭代法在编程上好实现一些，后来发现这类算法还不少，搜索chaosgame可以找到更多）。

[Sierpinski三角形的噪声产生法]

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在这些噪声游戏中，Sierpinski（谢尔宾斯基）三角形的生成规则可谓是最简单的：

1.在平面上选取三个点，标记为1、2、3，作为大三角形的顶点。

2.选择其中一点，作为“当前点”（比如选择1号）。

3.产生1~3的随机数，在该数表达的顶点与“当前点”的中点绘制一个新点，并将新点作为“当前点”。

4.重复步骤3，即可逼近图案。

*.注意随机数最好不要使用以时间作为种子的产生方式。

[模拟程序]

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];		//创建三个基准点 		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);		//设置三点位置 		basePoint[0].setCentralY(60);		basePoint[1].setCentralX(60);		basePoint[1].setCentralY(550);		basePoint[2].setCentralX(740);		basePoint[2].setCentralY(550);		crtPoint = basePoint[0];		//将0号点作为当前点 		this.setKeyListener(this);		UES.pushKeyBoardIO(this);		for (int i = 0;i < times;i++){			generateNew();		}	}	@Override 	  public void doKeyBord(KeyFactor whom, int keyCode, Boolean ispressed) {		//挂载回调 		if(ispressed){			if(keyCode == KeyEvent.VK_SPACE){				//空格对应创建一个新点 				generateNew();			} else if(keyCode == KeyEvent.VK_A){				//A对应创建100个新点 				for (int i = 0;i < 100;i++){					generateNew();				}			} else if(keyCode == KeyEvent.VK_B){				//B对应创建1000个新点 				for (int i = 0;i < 1000;i++){					generateNew();				}			}		}	}	public void generateNew(){		Obj flagPoint = basePoint[RandomSet.getRandomNum(0, 2)];		//随机选择基准点之一 		float nx = (flagPoint.getCentralX() + crtPoint.getCentralX())/2f;		//计算中点 		float ny = (flagPoint.getCentralY() + crtPoint.getCentralY())/2f;		Obj newPoint = UES.creatObj(UESI.BGIndex);		//创建新点 		newPoint.addGLPoint("70DBDB",0,0);		newPoint.setColor(RandomSet.getRandomColdColor());		newPoint.setCentralX(nx);		//设置坐标 		newPoint.setCentralY(ny);		newPoint.show();		crtPoint = newPoint;		//置为当前点	}	public static void main(String[] args) {		UESI ues = new R();		new Sierpinski(ues,0);		//后面的构造参数可以设置初始点数。	}}

[模拟结果]

在B键按下时

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[Barnsleyfern的噪声产生法]

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相比于Sierpinski三角的简单规则性，Barnsleyfern（分形羊齿草）给人以更加复杂的印象，出于它的复杂性，混沌学科经常拿出它来证明“简单规则也可产生复杂对象”的结论。

它的产生规则也不是很复杂：

1.首先给定”当前点”(0,0),我们用ox，oy表示横纵坐标。

2.计算下一点(nx,ny)需要以一定随机规则选择下列四种迭代公式之一：

1）以%1的概率选择此迭代公式：

nx=0;

ny=0.16f*oy;

2）以%85的概率选择此迭代公式：

nx=0.85*ox+0.04*oy;

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

3）以%7的概率选择此迭代公式：

nx=0.2*ox-0.26*oy;

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

4）以%7的概率选择此迭代公式：

nx=-0.15*ox+0.28*oy;

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

3．绘制(nx,ny)，并将其设为当前点，重复2，即可无限逼近结果。

↑以上公式摘自Wiki：http://en.wikipedia.org/wiki/Barnsley_fern。在编程时，我发现一个问题，Wiki并未指明这个坐标的决对值与屏幕大小的关系，也并未说明x、y轴的方向，在我自己定义的坐标系下绘制总是不成功，后来我按照公式搜索，找到了这个面：http://people.sc.fsu.edu/~jburkardt/cpp_src/fern_opengl/fern.cpp。这是一个C++下的OPENGL程序，而里面用了与Wiki相同的公式，也就是说，这组公式是以Opengl的坐标系为基准的，在做了对应变换后终于成功绘制。

[模拟程序]

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) {		//键盘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;		//这里做了OPENGL坐标转换，在设置新点位置时对应反转。 		double code = 100.0 * RandomSet.getRandomFloatIn_1();		//随机浮点数数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);		//将之前的坐标变换抵消 		newPoint.setCentralY(600 - ny*60f);		newPoint.show();		crtPoint = newPoint;		//设置新点为当前点。	}	public static void main(String[] args) {		UESI ues = new R();		new Barnsleyfern(ues,0);	}}

[模拟结果]

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