[JAVA] Bearbeiten Sie Pixel, um ein Bild eines Mandelbrot-Sets zu erstellen
Einführung
Um Pixel in der Bildverarbeitung zu manipulieren, habe ich ein Bild eines Mandelbrot-Sets erstellt (Details siehe Wikipedia). Java gibt Ihnen das Gesamtbild und C # und C ++ geben Ihnen ein Bild des entsprechend vergrößerten Teils. Grundsätzlich scheint es schneller zu sein, direkt in das interne Array zu schreiben, als eine Methode wie "image.setPixel (i, j, color)" zu verwenden.
Java Während C # und C ++ für jeden Kanal angeordnet sind, ist Java ein Element, das ARGB zu einer 32-Bit-Ganzzahl kombiniert.
import java.awt.Color;
import java.awt.image.BufferedImage;
import javax.imageio.ImageIO;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
public class Mandelbrot{
public static final int WIDTH = 1000;
public static final int HEIGHT = 1000;
public static void main(String[] args){
int[] pixels = new int[WIDTH*HEIGHT];
for(int i = 0; i < WIDTH; i++){
for(int j = 0; j < HEIGHT; j++){
pixels[WIDTH*j+i] = calcMandelbrot(i, j);
}
}
BufferedImage image = new BufferedImage(WIDTH, HEIGHT, BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);
image.setRGB(0, 0, WIDTH, HEIGHT, pixels, 0, WIDTH);
File file = new File("mandelbrot.png ");
try{
ImageIO.write(image, "png", file);
}catch(IOException e){
System.out.println(e);
}
}
//Mandelbrot Parameter einstellen
public static final double xMin = -2.1;
public static final double xMax = 0.5;
public static final double yMin = -1.3;
public static final double yMax = 1.3;
public static final int nMax = 300;
//Punkt(i, j)Berechnen Sie die Farbe für AHSV
public static int calcMandelbrot(int i, int j){
final double c = xMin+i*(xMax-xMin)/WIDTH;
final double d = yMin+j*(yMax-yMin)/HEIGHT;
double x1 = 0.0, y1 = 0.0, x2, y2;
int n = 0;
for(n = 0; n < nMax; n++){
x2 = x1*x1-y1*y1+c;
y2 = 2*x1*y1+d;
if(x2*x2+y2*y2 > 4.0) break;
x1 = x2;
y1 = y2;
}
final float t = (float)n/nMax;
if(t >= 1.0f){
return 0xff000000; //black
}else{
return 0xff000000 | Color.HSBtoRGB(t, 0.6f, 1.0f);
}
}
}
Ergebnis:
Referenz: Bildpixel mit Java bearbeiten | Naberogu -2q-4XSAhWKgrwKHYoDAugQFggaMAA & url = http% 3A% 2F% 2Fblog.nabe-ch.net% 2F% 3Fp% 3D532 & usg = AFQjCNHl-RIE4VzT1sbyfrpzRNMPOLTUeA & sig2 = ckR-ckR-ckR-ckL-ckR-ckR-ckR-ckL
C# Es scheint, dass es in C # keine Konvertierung zwischen HSV und RGB gibt, also Wikipedia Ich habe es mit Bezug auf gemacht.
using System;
using System.Drawing;
using System.Drawing.Imaging;
namespace Mandelbrot{
static class Program{
public const int WIDTH = 1000;
public const int HEIGHT = 1000;
public static void Main(string[] args){
Bitmap image = new Bitmap(WIDTH, HEIGHT, PixelFormat.Format32bppArgb);
BitmapData data = image.LockBits(
new Rectangle(0, 0, WIDTH, HEIGHT),
ImageLockMode.WriteOnly,
PixelFormat.Format32bppArgb);
byte[] buf = new byte[4*WIDTH*HEIGHT];
for(int i = 0; i < WIDTH; i++){
for(int j = 0; j < HEIGHT; j++){
byte a = 0, r = 0, g = 0, b = 0;
CalcMandelbrot(i, j, ref a, ref r, ref g, ref b);
buf[4*(WIDTH*j+i)+3] = a;
buf[4*(WIDTH*j+i)+2] = r;
buf[4*(WIDTH*j+i)+1] = g;
buf[4*(WIDTH*j+i)] = b;
}
}
System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(buf, 0, data.Scan0, buf.Length);
image.UnlockBits(data);
image.Save("mandelbrot.png ");
}
//Mandelbrot Parameter einstellen
public const double xMin = -0.7406219098542647;
public const double xMax = -0.7406219098519411;
public const double yMin = 0.15805475052205210;
public const double yMax = 0.15805475052421664;
public const int nMax = 18000;
//Punkt(i, j)Berechnen Sie die Farbe für AHSV
public static void CalcMandelbrot(int i, int j, ref byte a, ref byte r, ref byte g, ref byte b){
double c = xMin+i*(xMax-xMin)/WIDTH;
double d = yMin+j*(yMax-yMin)/HEIGHT;
double x1 = 0.0, y1 = 0.0, x2, y2;
int n = 0;
for(n = 0; n < nMax; n++){
x2 = x1*x1-y1*y1+c;
y2 = 2*x1*y1+d;
if(x2*x2+y2*y2 > 4.0) break;
x1 = x2;
y1 = y2;
}
double t = (double)n/nMax;
if(t >= 1.0){
a = 0xff;
r = g = b = 0; //black
}else{
ARGBfromAHSV(ref a, ref r, ref g, ref b, 1.0, 0.55, 0.3+0.3*Math.Sin(12*Math.PI*t), 0.7+0.3*Math.Cos(16*Math.PI*t));
}
}
//Konvertieren Sie von ARGB zu AHSV
public static void ARGBfromAHSV(ref byte aOut, ref byte r, ref byte g, ref byte b, double aIn, double h, double s, double v){
aOut = (byte)(255*aIn);
r = (byte)(255*v);
g = (byte)(255*v);
b = (byte)(255*v);
if (s <= 0.0) return;
h *= 6.0;
int i = (int)h;
double f = h-i;
switch(i){
case 0:
g = (byte)(g*(1-s*(1-f)));
b = (byte)(b*(1-s));
break;
case 1:
r = (byte)(r*(1-s*f));
b = (byte)(b*(1-s));
break;
case 2:
r = (byte)(r*(1-s));
b = (byte)(b*(1-s*(1-f)));
break;
case 3:
r = (byte)(r*(1-s));
g = (byte)(g*(1-s*f));
break;
case 4:
r = (byte)(r*(1-s*(1-f)));
g = (byte)(g*(1-s));
break;
case 5:
g = (byte)(g*(1-s));
b = (byte)(b*(1-s*f));
break;
}
}
}
}
Ergebnis:
Referenz: [[C #] So greifen Sie pixelweise mit hoher Geschwindigkeit auf Bitmap zu (GetPixel / SetPixel vs. BitmapData-Geschwindigkeitsvergleich)](http://www.84kure.com/blog/2014/07/13/c-% E3% 83% 93% E3% 83% 83% E3% 83% 88% E3% 83% 9E% E3% 83% 83% E3% 83% 97% E3% 81% AB% E3% 83% 94% E3% 82% AF% E3% 82% BB% E3% 83% AB% E5% 8D% 98% E4% BD% 8D% E3% 81% A7% E9% AB% 98% E9% 80% 9F% E3% 81% AB% E3% 82% A2% E3% 82% AF% E3% 82% BB% E3% 82% B9 /)
C++ Ich habe OpenCV verwendet. Dieses Mal ist alles undurchsichtig, daher macht es keinen Sinn, aber es scheint, dass OpenCV nicht zwischen HSV und RGB konvertieren kann, wenn Alpha-Werte enthalten sind (c ++ --OpenCV cv :: cvtColor löscht Alpha-Kanal, Wie werden Alpha-Daten gespeichert?).
#include <cmath>
#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <opencv2/imgproc.hpp>
void calcMandelbrot(int i, int j, unsigned char& h, unsigned char& s, unsigned char& v);
constexpr int width = 1000;
constexpr int height = 1000;
int main(){
cv::Mat image(height, width, CV_8UC3);
for(int i = 0; i < width; i++){
for(int j = 0; j < height; j++){
unsigned char h, s, v;
calcMandelbrot(i, j, h, s, v);
image.data[3*(width*j+i)] = h;
image.data[3*(width*j+i)+1] = s;
image.data[3*(width*j+i)+2] = v;
}
}
cv::cvtColor(image, image, CV_HSV2RGB);
cv::imwrite("mandelbrot.png ", image);
return 0;
}
//Mandelbrot Parameter einstellen
constexpr double xMin = -1.4467108885212991;
constexpr double xMax = -1.4467096751794892;
constexpr double yMin = -1.3212921606783162e-5;
constexpr double yMax = -1.2078843332240347e-5;
constexpr int nMax = 1000;
//Punkt(i, j)Berechnen Sie die Farbe für HSV
//Der Bereich von h reicht von 0 bis 180
void calcMandelbrot(int i, int j, unsigned char& h, unsigned char& s, unsigned char& v){
const double c = xMin+i*(xMax-xMin)/width;
const double d = yMin+j*(yMax-yMin)/height;
double x1 = 0.0, y1 = 0.0, x2, y2;
int n = 0;
for(n = 0; n < nMax; n++){
x2 = x1*x1-y1*y1+c;
y2 = 2*x1*y1+d;
if(x2*x2+y2*y2 > 4.0) break;
x1 = x2;
y1 = y2;
}
const double t = static_cast<double>(n)/nMax;
if(t >= 1.0){
h = s = v = 0; //black
}else{
h = static_cast<unsigned char>(180*0.3);
s = static_cast<unsigned char>(255*(0.3+0.3*sin(12*M_PI*t)));
v = static_cast<unsigned char>(255*(0.7+0.3*cos(16*M_PI*t)));
}
}
Ergebnis:
Referenz: ・ OpenCV 2 lernen
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