Эволюция фрактальных монстров / Комментарии / Хабр

Imp5 19 мая 2017 в 20:13

Вот ещё предложение по улучшению трёхмерной визуализации: сглаженные пиксели и интенсивность, зависящая от глубины.

<script></script>

<script>
var canvas;
var canvasData;
var context;
var massiv;
var angls=[[45,180],[-45,90],[-45,90],[45,180]];

function createRequestObject() {
  if (typeof XMLHttpRequest === 'undefined') {
    XMLHttpRequest = function() {
      try { return new ActiveXObject("Msxml2.XMLHTTP.6.0"); }
        catch(e) {}
      try { return new ActiveXObject("Msxml2.XMLHTTP.3.0"); }
        catch(e) {}
      try { return new ActiveXObject("Msxml2.XMLHTTP"); }
        catch(e) {}
      try { return new ActiveXObject("Microsoft.XMLHTTP"); }
        catch(e) {}
      throw new Error("This browser does not support XMLHttpRequest.");
    };
  }
  return new XMLHttpRequest();
}
function selecter(num){
  req = new XMLHttpRequest();
  if (req) {
    req.open("POST", '/geom3d/', true);
    req.setRequestHeader("Content-Type", "application/x-www-form-urlencoded");
    req.onreadystatechange = processReqChange;
    var postmyplease="num="+num;
    req.send(postmyplease);
  }
}
function processReqChange(){
  try {
    if (req.readyState == 4) {
      if (req.status == 200) {
        var ang=JSON.parse(req.responseText);
        angls=ang.response;
        massiv=sfera(angls);
        droveLines(canvas, 0, 0, massiv);
        var logger=document.getElementById('logger');
        logger.innerHTML=" <br />";
        var link="";
        for (i=0, len=angls.length; i<len; i++) {
          //logger.innerHTML += "("+angls[i][0]+", "+angls[i][1]+") <br />";
          link+=angls[i][0]+"/"+angls[i][1]+"/";
        }
        logger.innerHTML="<a href=\"http://fractal.xcont.com/geom3d/"+link+"\">"+link+"</a>";
      } else {
          alert("Не удалось получить данные:\n" + req.statusText);
      }
    }
  }
  catch( e ) {}
}

function rotate(v, p, cos, sin, mcos){
  var x=v[0], y=v[1], z=v[2]; // вектор, вокруг которого вращаем
  var xp=p[0], yp=p[1], zp=p[2]; // точка, которую вращаем
  var a11=(mcos*x*x+cos), a12=(mcos*x*y-sin*z), a13=(mcos*x*z+sin*y); // матрица поворота вокруг вектора
  var a21=(mcos*x*y+sin*z), a22=(mcos*y*y+cos), a23=(mcos*z*y-sin*x);
  var a31=(mcos*x*z-sin*y), a32=(mcos*z*y+sin*x), a33=(mcos*z*z+cos);
  var xx=xp*a11+yp*a12+zp*a13; // умножаем точку на матрицу
  var yy=xp*a21+yp*a22+zp*a23;
  var zz=xp*a31+yp*a32+zp*a33;
  return [xx, yy, zz];
}
function find_point(a, b, c, angls){
  var alfa=angls[0]*Math.PI/180, betta=angls[1]*Math.PI/180;
  var x1=a[0], y1=a[1], z1=a[2]; //A
  var x2=b[0], y2=b[1]; z2=b[2]; //B - ось вращения AB
  var x3=c[0], y3=c[1], z3=c[2]; //C - третья точка нужна для задания плоскости
  var xa=x2-x1, ya=y2-y1, za=z2-z1; // вектор AB
  var xc=x3-x1, yc=y3-y1, zc=z3-z1; // вектор AC
  var xv=(ya*zc-za*yc), yv=-(xa*zc-za*xc), zv=(xa*yc-ya*xc); // векторное произведение векторов AB и AC (получаем вектор-перпиндикуляр к плоскости)
  var cosa=Math.cos(alfa); // всю тригонометрию из матрицы поворота считаем заранее (оптимизация)
  var sina=Math.sin(alfa);
  var mcosa=1-Math.cos(alfa);
  var cosb=Math.cos(betta);
  var sinb=Math.sin(betta);
  var mcosb=1-Math.cos(betta);
  var r=Math.sqrt(Math.pow(xv,2)+Math.pow(yv,2)+Math.pow(zv,2)); // длина вектора-перпиндикуляра
  var vector=[xv/r, yv/r, zv/r]; // нормированный вектор
  var point=[xa, ya, za]; // вокруг вектора-перпендикуляра делаем поворот точки A на угол alfa
  var d=rotate(vector, point, cosa, sina, mcosa); // точка после поворота
  r=Math.sqrt(Math.pow(xa,2)+Math.pow(ya,2)+Math.pow(za,2)); // длина вектора AB
  vector=[xa/r, ya/r, za/r]; // нормированный вектор
  point=[d[0]*Math.cos(alfa),d[1]*Math.cos(alfa),d[2]*Math.cos(alfa)]; // угол ADC=90°
  d=rotate(vector, point, cosb, sinb, mcosb); // вращаем точку D вокруг AB
  d=[d[0]+x1, d[1]+y1, d[2]+z1]; // сдвигаем точку D
  return d;
}
function recurs(array, n, a, b, d, angls){
  if (n==0){
    return array;
  }else{
    if (!array[0][n]) array[0][n]=0;
    var d=find_point(a, b, d, angls[array[0][n]]);
    array[1].push(d);
    array[0][n]++;
    if (array[0][n]==angls.length) array[0][n]=0;
    recurs(array, n-1, a, d, b, angls);
    recurs(array, n-1, d, b, a, angls);
    return array;
  }
}
function sfera(angls){
  var massiv=new Array();
  var x1=0; y1=10; z1=0;
  var x2=0; y2=-10; z2=0;
  var x3=0; y3=0; z3=-10;
  massiv[0]=[x1, y1, z1];
  massiv[1]=[x2, y2, z2];
  massiv[2]=[x3, y3, z3];
  var d=find_point(massiv[0], massiv[1], massiv[2], [angls[0][0], 0]);
  massiv[2]=d;
  var m1=new Array();
  var m2=new Array();
  var array=[m1,m2];
  d=recurs(array, 15, massiv[0], massiv[1], massiv[2], angls);
  massiv = massiv.concat(d[1]);
  return massiv;
}
  
  
window.onload=function(){
  canvas=document.getElementById('myCanvas');
  context=canvas.getContext('2d');
  canvas.width=600;
  canvas.height=600;
  canvasData=context.getImageData(0, 0, canvas.width, canvas.height);
  
  massiv=sfera(angls);
  droveLines(canvas, 0, 0, massiv);
  
  canvas.addEventListener('mousemove', function(evt){
      var mousePos=getMousePos(canvas, evt);
      droveLines(canvas, mousePos.x, mousePos.y, massiv);
    }, false);
    
  function getMousePos(canvas, evt){
    var obj=canvas;
    var top=0;
    var left=0;
    while (obj && obj.tagName != 'BODY') {
      top+=obj.offsetTop;
      left+=obj.offsetLeft;
      obj=obj.offsetParent;
    }
   
    var mouseX=evt.clientX-left+window.pageXOffset;
    var mouseY=evt.clientY-top+window.pageYOffset;
    return {
      x: mouseX,
      y: mouseY
    };
  }
}

function droveLines(canvas, xMouse, yMouse, massiv){
  clearCanvas();
  var xCenter=canvas.width/2;
  var yCenter=canvas.height/2;
  var focus=800;
  var i, x, y, z, xx, yy, zz;
  var arr=new Array();
  var arr2=new Array();
  var alfa=yMouse*Math.PI/180; 
  var betta=xMouse*Math.PI/180;
  var cosa=Math.cos(alfa);
  var cosb=Math.cos(betta);
  var sina=Math.sin(alfa);
  var sinb=Math.sin(betta);
  
  for (i=0, len=massiv.length; i<len; i++) {
    x=massiv[i][0];
    y=massiv[i][1];
    z=massiv[i][2];
    yy=y*cosa-z*sina;
    zz=z*cosa+y*sina;
    z=zz;
    xx=x*cosb+z*sinb;
    zz=z*cosb-x*sinb;
    y=yy; x=xx;  z=zz;
    z+=64;
    xx=focus*x/z+xCenter;
    yy=focus*y/z+yCenter;

    var fade = Math.max(Math.min(0.8 - z / 100.0, 1.0), 0.0);
    fade = (fade * fade + fade) * 0.5;

    drawPixel(xx, yy, 450 * fade, 370 * fade, 150 * fade);
  }
  updateCanvas();
}

function drawPixel(x, y, r, g, b) {
  var ix = Math.floor(x);
  var iy = Math.floor(y);
  var dx = x - ix;
  var dy = y - iy;
  var v00 = (1.0 - dx) * (1.0 - dy);
  var v10 = dx * (1.0 - dy);
  var v01 = (1.0 - dx) * dy;
  var v11 = dx * dy;

  var index = (ix + iy * canvas.width) * 4;
  var d = canvasData.data;

  index = Math.max(Math.min(index, d.length - canvas.width * 4 - 4), 0);

  d[index + 0] = Math.min(d[index + 0] + r * v00, 255);
  d[index + 1] = Math.min(d[index + 1] + g * v00, 255);
  d[index + 2] = Math.min(d[index + 2] + b * v00, 255);
  d[index + 3] = 255;

  d[index + 4] = Math.min(d[index + 4] + r * v10, 255);
  d[index + 5] = Math.min(d[index + 5] + g * v10, 255);
  d[index + 6] = Math.min(d[index + 6] + b * v10, 255);
  d[index + 7] = 255;

  index += canvas.width * 4;

  d[index + 0] = Math.min(d[index + 0] + r * v01, 255);
  d[index + 1] = Math.min(d[index + 1] + g * v01, 255);
  d[index + 2] = Math.min(d[index + 2] + b * v01, 255);
  d[index + 3] = 255;

  d[index + 4] = Math.min(d[index + 4] + r * v11, 255);
  d[index + 5] = Math.min(d[index + 5] + g * v11, 255);
  d[index + 6] = Math.min(d[index + 6] + b * v11, 255);
  d[index + 7] = 255;
}

function updateCanvas() {
  context.putImageData(canvasData, 0, 0);
}

function clearCanvas() {
  for (var i=0; i<canvasData.data.length; i+=4){
    canvasData.data[i]=0;
    canvasData.data[i+1]=0;
    canvasData.data[i+2]=0;
    canvasData.data[i+3]=255;
  }
  context.putImageData(canvasData, 0, 0);
}

</script>

Комментарии 16

alextavgen 19 мая 2017 в 09:30

Класс. Еще интересные фракталы получаются при вероятностном выборе афинных преобразований. Самый известный лист Папоротника. https://www.kv.by/archive/index2002491201.htm
В целом же фракталы интересны тем, что с их помощью можно обьяснять теорему о неполноте Геделя, и проблему остановки Тьюринга. Ну и как пример математического Платонизма тоже.

popolznev 24 мая 2017 в 10:54

фракталы интересны тем, что с их помощью можно обьяснять теорему о неполноте Геделя

Интересно! А как?

alextavgen 26 мая 2017 в 08:58

Чтобы не писать долго, отошлю к Пенроузу, он достаточно подробно это рассмотрел. Граница рекурсивно нумеруемых множеств. Там немного читать.

http://www.rulit.me/books/novyj-um-korolya-o-kompyuterah-myshlenii-i-zakonah-fiziki-read-362086-80.html

popolznev 26 мая 2017 в 09:04

Спасибо!

vesper-bot 19 мая 2017 в 09:40

Было время, баловался с таким, но это было до того, как я наткнулся на генетические алгоритмы — где-то в 2006м. С тех пор успел запустить собственные :)

nikitasius 19 мая 2017 в 09:42

Разбавьте текстурками и фантазией: fractal-orgy-is-the-first-ever-raw-fractal-to-be-banned + youtube

Вот за что я люблю математичку! (с)

pavel_kudinov 19 мая 2017 в 16:07

большой проект эволюционирующих фракталов, где пользователь является фактором естественного отбора — Electric Sheep.

Если поискать, у них очень занятные генеалогические деревья есть.

ke_ma 19 мая 2017 в 23:36

Увидел от имбриона до саламандра

avost 20 мая 2017 в 02:10

Во втором слове ошибка, проверочное слово — сало. Надо писать, — саломандр.

Ugrum 20 мая 2017 в 16:02

А в первом — имбирь?

avost 20 мая 2017 в 17:39

Эбсэлютли!
Хотя, есть ещё вариант с имбецилом.

barbalion 20 мая 2017 в 03:36

Чтобы устранить из алгоритма человека можно в качестве fitness использовать какую-нибудь картинку. Того же дракона, например. Тогда можно реально картинки превращать во фракталы.

ThomasMorg 23 мая 2017 в 09:16

Хорошая работа. Очень круто. Согласен, 3D всегда лучше. Будут еще аналогичные статьи?

Amozik 23 мая 2017 в 14:05

Тоже в универе рисовал фракталы, только с использованием систем итерированных функций (СИФ). Написал программу, позволяющую пользователю интерактивно менять параметры СИФ и сразу видеть полученный фрактал

Mr_Kibernetik 11 июн 2017 в 21:34

Очень интересная статья!

Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий

Эволюция фрактальных монстров

Комментарии 16

Публикации

Истории