分形分形的递归算法

递归算法是把问题转化为规模缩小了的同类问题的子问题。1)核心的子问题算法。2)递归调用。3)给定递归出口。

递归设计使程序简洁,也体现了设计思路在整体-局部上结合的严谨,但仍不提倡程序设计使用,因为其运行效率低且占用栈的空间问题突出。作为解决思路的一种方式还是具有魅力。

分形的自我相似,自我复制和自我嵌套用递归算法来实现是合适的,事实上经典分形图的绘制大多数可采用递归算法。


一.canto三分集。

**渲染框架上有方便绘制几何图形的ShapeRenderer类,它和Batch画笔都封装了调用底层渲染的接口。

注:**标签的段落无关分形算法,是渲染框架上的一些笔记。


三分集递归算法:

private void canto(int ax,int ay,int bx,int by){
		if((bx-ax)


效果:

分形分形的递归算法_第1张图片


二.Koch妖魔曲线

算法(修改:增加深度参数):

public void koch(float ax,float ay,float bx,float by,int depth){
		//delpth为深度
		if(depth<1){
			renderer.line(ax, 600-ay, bx, 600-by);
		}
		else{
			float cx,cy,dx,dy,ex,ey;
			float l,alfa;
			
			depth-=1;
			
			cx=ax+(bx-ax)/3;
			cy=ay+(by-ay)/3;
			ex=bx-(bx-ax)/3;
			ey=by-(by-ay)/3;
			
			l=(float) Math.sqrt((ex-cx)*(ex-cx)+(ey-cy)*(ey-cy));
			alfa=(float) Math.atan((ey-cy)/(ex-cx));
			
			//绝对角度在方向上的修正
			if((alfa>=0&&(ex-cx)<0)||(alfa<0&&(ex-cx)<0)){
				alfa=alfa+PI;
			}
			
			dx=(float) (cx+Math.cos(alfa+PI/3)*l);
			dy=(float) (cy+Math.sin(alfa+PI/3)*l);
			koch(ax,ay,cx,cy,depth);
			koch(ex,ey,bx,by,depth);
			koch(cx, cy, dx, dy,depth);
			koch(dx, dy, ex, ey,depth);
		}
	}


最终效果:

分形分形的递归算法_第2张图片

比起三分集,妖魔曲线复杂一些,涉及到角度和方向上的计算,如果你把每条线段看成是有方向的向量,这些计算会更容易接受。算法中的alpha是绝对角度,两条线段的相对夹角不变,为60度但绝对角度是变化的,绝对角度的计算需要方向上的修正。见下图可粗略体会下(图作得粗糙别吐槽)

分形分形的递归算法_第3张图片

如果注释修正绝对角度的代码,结果会是这样子

分形分形的递归算法_第4张图片


妖魔曲线基本的算法就是这样。它的基本图元是一条直线,在此基础上可以修改其基本图元为一个封闭的几何图形来模拟雪花。

public void kochIcing(int depth,float... vertexs){
		int length=vertexs.length;
		if(length%2!=0)
			Gdx.app.error("kochIcing", "vertexsNum must be even");
		for(int i=0;i
图元为一个等边三角形:

fractal.kochIcing(5, 180,120,360,432,540,120);
分形分形的递归算法_第5张图片

待续...

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