几行代码,程序猿秒变大艺术家!
原标题《用三段140字符以内的代码生成一张1024×1024的图片》,YPS行业门户系统编辑酌情修改。
KyleMcCormick在StackExchange上发起了一个叫做TweetableMathematicalArt的比赛,参赛者需要用三条推这么长的代码来生成一张图片。具体地说,参赛者需要用C++语言编写RD、GR、BL三个函数,每个函数都不能超过140个字符。每个函数都会接到i和j两个整型参数(0≤i,j≤1023),然后需要返回一个0到255之间的整数,表示位于(i,j)的像素点的颜色值。举个例子,如果RD(0,0)和GR(0,0)返回的都是0,但BL(0,0)返回的是255,那么图像的最左上角那个像素就是蓝色。参赛者编写的代码会被插进下面这段程序当中(我做了一些细微的改动),最终会生成一个大小为1024×1024的图片。
//NOTE:compilewithg++filename.cpp-std=c++11
#include<iostream>
#include<cmath>
#include<cstdlib>
#defineDIM1024
#defineDM1(DIM-1)
#define_sq(x)((x)*(x))//square
#define_cb(x)abs((x)*(x)*(x))//absolutevalueofcube
#define_cr(x)(unsignedchar)(pow((x),1.0/3.0))//cuberoot
unsignedcharGR(int,int);
unsignedcharBL(int,int);
unsignedcharRD(inti,intj){
//YOURCODEHERE
}
unsignedcharGR(inti,intj){
//YOURCODEHERE
}
unsignedcharBL(inti,intj){
//YOURCODEHERE
}
voidpixel_write(int,int);
FILE*fp;
intmain(){
fp=fopen("MathPic.ppm","wb");
fprintf(fp,"P6\n%d%d\n255\n",DIM,DIM);
for(intj=0;j<DIM;j++)
for(inti=0;i<DIM;i++)
pixel_write(i,j);
fclose(fp);
return0;
}
voidpixel_write(inti,intj){
staticunsignedcharcolor[3];
color[0]=RD(i,j)&255;
color[1]=GR(i,j)&255;
color[2]=BL(i,j)&255;
fwrite(color,1,3,fp);
}
我选了一些自己比较喜欢的作品,放在下面和大家分享。
首先是一个来自MartinBüttner的作品:
它的代码如下:
unsignedcharRD(inti,intj){
return(char)(_sq(cos(atan2(j-512,i-512)/2))*255);
}
unsignedcharGR(inti,intj){
return(char)(_sq(cos(atan2(j-512,i-512)/2-2*acos(-1)/3))*255);
}
unsignedcharBL(inti,intj){
return(char)(_sq(cos(atan2(j-512,i-512)/2+2*acos(-1)/3))*255);
}
同样是来自MartinBüttner的作品:
这是目前暂时排名第一的作品。它的代码如下:
unsignedcharRD(inti,intj){
#definer(n)(rand()%n)
staticcharc[1024][1024];return!c
[j]?c[j]=!r(999)?r(256):RD((i+r(2))%1024,(j+r(2))%1024):c[j];
}
unsignedcharGR(inti,intj){
staticcharc[1024][1024];return!c[j]?c[j]=!r(999)?r(256):GR((i+r(2))%1024,(j+r(2))%1024):c[j];
}
unsignedcharBL(inti,intj){
staticcharc[1024][1024];return!c[j]?c[j]=!r(999)?r(256):BL((i+r(2))%1024,(j+r(2))%1024):c[j];
}
下面这张图片仍然出自MartinBüttner之手:
难以想象,Mandelbrot分形图形居然可以只用这么一点代码画出:
unsignedcharRD(inti,intj){
floatx=0,y=0;intk;for(k=0;k++<256;){floata="x*x-y*y+(i-768.0)/512;y=2*x*y+(j-512.0)/512;x=a;if(x*x+y*y">4)break;}returnlog(k)*47;
}
unsignedcharGR(inti,intj){
floatx=0,y=0;intk;for(k=0;k++<256;){floata="x*x-y*y+(i-768.0)/512;y=2*x*y+(j-512.0)/512;x=a;if(x*x+y*y">4)break;}returnlog(k)*47;
}
unsignedcharBL(inti,intj){
floatx=0,y=0;intk;for(k=0;k++<256;){floata="x*x-y*y+(i-768.0)/512;y=2*x*y+(j-512.0)/512;x=a;if(x*x+y*y">4)break;}return128-log(k)*23;
}
ManuelKasten也制作了一个Mandelbrot集的图片,与刚才不同的是,该图描绘的是Mandelbrot集在某处局部放大后的结果:
它的代码如下:
unsignedcharRD(inti,intj){
doublea=0,b=0,c,d,n=0;
while((c=a*a)+(d=b*b)<4&&n++<880)
{b=2*a*b+j*8e-9-.645411;a=c-d+i*8e-9+.356888;}
return255*pow((n-80)/800,3.);
}
unsignedcharGR(inti,intj){
doublea=0,b=0,c,d,n=0;
while((c=a*a)+(d=b*b)<4&&n++<880)
{b=2*a*b+j*8e-9-.645411;a=c-d+i*8e-9+.356888;}
return255*pow((n-80)/800,.7);
}
unsignedcharBL(inti,intj){
doublea=0,b=0,c,d,n=0;
while((c=a*a)+(d=b*b)<4&&n++<880)
{b=2*a*b+j*8e-9-.645411;a=c-d+i*8e-9+.356888;}
return255*pow((n-80)/800,.5);
}
这是ManuelKasten的另一作品:
生成这张图片的代码很有意思:函数依靠static变量来控制绘画的进程,完全没有用到i和j这两个参数!
unsignedcharRD(inti,intj){
staticdoublek;k+=rand()/1./RAND_MAX;intl=k;l%=512;returnl>255?511-l:l;
}
unsignedcharGR(inti,intj){
staticdoublek;k+=rand()/1./RAND_MAX;intl=k;l%=512;returnl>255?511-l:l;
}
unsignedcharBL(inti,intj){
staticdoublek;k+=rand()/1./RAND_MAX;intl=k;l%=512;returnl>255?511-l:l;
}
这是来自githubphagocyte的作品:
它的代码如下:
unsignedcharRD(inti,intj){
floats=3./(j+99);
floaty=(j+sin((i*i+_sq(j-700)*5)/100./DIM)*35)*s;
return(int((i+DIM)*s+y)%2+int((DIM*2-i)*s+y)%2)*127;
}
unsignedcharGR(inti,intj){
floats=3./(j+99);
floaty=(j+sin((i*i+_sq(j-700)*5)/100./DIM)*35)*s;
return(int(5*((i+DIM)*s+y))%2+int(5*((DIM*2-i)*s+y))%2)*127;
}
unsignedcharBL(inti,intj){
floats=3./(j+99);
floaty=(j+sin((i*i+_sq(j-700)*5)/100./DIM)*35)*s;
return(int(29*((i+DIM)*s+y))%2+int(29*((DIM*2-i)*s+y))%2)*127;
}
这是来自githubphagocyte的另一个作品:
这是一张使用diffusion-limitedaggregation模型得到的图片,程序运行起来要耗费不少时间。代码很有意思:巧妙地利用宏定义,打破了函数与函数之间的界限,三段代码的字数限制便能合在一起使用了。
unsignedcharRD(inti,intj){
#defineDDIM
#defineMm[(x+D+(d==0)-(d==2))%D][(y+D+(d==1)-(d==3))%D]
#defineRrand()%D
#defineBm[x][y]
return(i+j)?256-(BL(i,j))/2:0;
}
unsignedcharGR(inti,intj){
#defineAstaticintm[D][D],e,x,y,d,c[4],f,n;if(i+j<1){for(d=D*D;d;d--){m[d%D][d/D]=d%6?0:rand()%2000?1:255;}for(n=1
returnRD(i,j);
}
unsignedcharBL(inti,intj){
A;n;n++){x=R;y=R;if(B==1){f=1;for(d=0;d<4;d++){c[d]=M;f=f2){B=f-1;}else{++e%=4;d=e;if(!c[e]){B=0;M=1;}}}}}returnm[j];
}
最后这张图来自EricTressler:
这是由logistic映射得到的Feigenbaum分岔图。和刚才一样,对应的代码也巧妙地利用了宏定义来节省字符:
unsignedcharRD(inti,intj){
#defineAfloata=0,b,k,r,x
#defineBinte,o
#defineC(x)x>255?255:x
#defineRreturn
#defineDDIM
RBL(i,j)*(D-i)/D;
}
unsignedcharGR(inti,intj){
#defineEDM1
#defineFstaticfloat
#defineGfor(
#defineHr=a*1.6/D+2.4;x=1.0001*b/D
RBL(i,j)*(D-j/2)/D;
}
unsignedcharBL(inti,intj){
Fc[D][D];if(i+j<1){A;B;G;a<D;a+=0.1){Gb=0;b<D;b++){H;Gk=0;kD/2){e=a;o=(E*x);c[e][o]+=0.01;}}}}}RC(c[j])*i/D;
}
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