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L-system的容易实现

2013-04-09 
L-system的简单实现?????? L-system方法是生成分形的其中一种方法,它可以从简简单单的图形开始,连续的拼接

L-system的简单实现

?????? L-system方法是生成分形的其中一种方法,它可以从简简单单的图形开始,连续的拼接,可以生成美妙的图形。我的这个L-system方法的实现呢,

是很简单的一种,通过生成字符串,来遍历字符串的每一个字母,对应的字母代表一种含义,然后可以将含义告诉计算机,让计算机遍历字符串的时

候执行字符对应动作,这样就可以了。而字符的生成过程,如图所示:


L-system的容易实现

如上图就是字符生成过程,我们可以在实现过程中,可以在字符串数组中先保存一个'F',然后遍历数组,然后再取得每一个字母,对应生成其所对应的字符串,

那么就可以形成数组中的下一个元素了。

?????? 然后在自己的程序中,给每一种字符赋予一种含义,像上面就有三种字符,'F','-','+',那么我们就为这三种字符赋予它的含义,'F'代表向前面走一次,'—'代

表逆时针旋转,'+'代表顺时针旋转,等等。你可以自己为他们赋予你自己所想的任何计算机可以执行的动作,然后在后面让计算机遍历数组,得到字符,那么就

可以进行我们自己想要的创作了。如下,是我实现时的简单代码:

import java.awt.Color;import java.awt.Dimension;import java.awt.Graphics;import java.awt.Toolkit;import java.awt.event.MouseAdapter;import java.awt.event.MouseEvent;import javax.swing.JFrame;import javax.swing.JPanel;/** * L-system的实现,采用层层对的模式进行代码编写,来对实现进行层次化的进行 * @author LONG 2013-04-08 * @version 1.0 * */public class LSystem extends JFrame{private static final long serialVersionUID = 1L;private static double PI = Math.PI;//定义常量圆周率PIprivate Dimension di = null;//用来得到屏幕尺寸private JPanel jp = null;//声明面板类型变量private Graphics gr = null;//声明画布类型变量private static String[] lsystem = new String[20];//用来存储编码的字符串数组private static int count = 0;//用来记录画了几次private static double length = 500.0;//定义初始画的时候,应该画的长度//以下三个参数用来调整图形形状private static int b_1 = 2;private static int b_2 = 2;private static int b_3 = 2;/** * 程序的入口 * @param args */public static void main(String[] args){LSystem ls = new LSystem();//创建窗体对象lsystem[0] = "F";//给字符数组的第一位赋值ls.doInit();//调用内部方法}/** * 初始化生成用于绘画的面板 */private void doInit(){this.setTitle("L-system的实现");Toolkit tl = Toolkit.getDefaultToolkit();di = tl.getScreenSize();this.setSize(di.width*7/8,di.height*7/8);this.setDefaultCloseOperation(3);this.setLocation(di.width/16, di.height/16);jp = new JPanel();jp.setPreferredSize(new Dimension(di.width*7/8,di.height*7/8));this.add(jp);this.setResizable(false);jp.setBackground(Color.BLACK);this.setVisible(true);gr = jp.getGraphics();jp.addMouseListener(new MouseAdapter(){public void mousePressed(MouseEvent e){repaint();}public void mouseReleased(MouseEvent e){firstStep(e);}});}/** * 第一步函数,进行初始化和给数组的下一位生成编码元素 */private void firstStep(MouseEvent e){String goal = lsystem[count++];String values = "";for(int i = 0; i < goal.length(); i++){//循环对于读取出来的字符串进行遍历if(goal.charAt(i) == 'F'){values = values + "F-F++F*F";}else if(goal.charAt(i) == '-'){values = values + "-";}else if(goal.charAt(i) == '+'){values = values + "+";}else if(goal.charAt(i) == '*'){values = values + "*";}}lsystem[count] = values;//将生成的下一次会用到的字符码付给了数组的下一个位置secondStep(goal,count - 1,e);//调用下一步的函数,进行遍历读取字符,进行绘画}/** * 接受编码,和绘画的次数,来进行绘画 * @param goa用来绘制的字符编码 * @param mu绘画的次数 */private void secondStep(String goa,int mu,MouseEvent e){double temp_length = length/(Math.pow(3.0, mu));if(mu > 3){temp_length = 5;}double x1 = e.getX();double y1 = e.getY();double angle = 0.0;for(int i = 0; i < goa.length();i++){//循环读取字符串里面的字符char temp = goa.charAt(i);if(temp == 'F'){//如果为划线double x2 = x1 + temp_length*Math.cos(angle);double y2 = y1 + temp_length*Math.sin(angle);gr.setColor(Color.green);gr.drawLine((int)x1, (int)y1, (int)x2, (int)y2);x1 = x2;y1 = y2;}else if(temp == '-'){//如果是'-'号则逆时针旋转PI/3angle -= PI/b_1;}else if(temp == '+'){//如果是'+'号则顺时针旋转PI/3angle += PI/b_2;}else if(temp == '*'){//如果是'*'号则逆时针旋转PI/6angle -= PI/b_3;}}}}
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以上代码就是简单的实现,读者可以试着更改里面的三个参数(b_1,b_2,b_3),可以得到不同的形状。

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一下是我通过更改参数所得到的的图形:

图一:

b_1 = 3

b_2 = 4

b_3 = 3

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L-system的容易实现
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图二:

b_1 = 3

b_2 = 4

b_3 = 3


L-system的容易实现
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图三:

b_1 = 4

b_2 = 2

b_3 = 4


L-system的容易实现
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图四:

b_1 = 3

b_2 = 3

b_3 = 4


L-system的容易实现
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图五:

b_1 = 5

b_2 = 6

b_3 = 9


L-system的容易实现
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图六:

b_1 = 3

b_2 = 3

b_3 = 7


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