Question

摘要：你能否在一个像素平面上提出一个数学-theh算法，这个算法会生成一个中等有趣的图像，最好是一个总体上类似的图像？

到目前为止的故事：

曾几何时，我决定努力减少我（无可否认的）众多计算机上的周期浪费，并着手以适度的方式生成图像。使用PRNG和一些聪明的数学来创建整体上类似于的图像。

或者至少，那是计划。事实证明，聪明的数学需要成为一个聪明的数学家;我不是。

在某种程度上，我找到了一种偏好直线的方法（因为这些通常是我们世界的组成部分），可能过于强烈。结果是温和地有趣;或许像城市网格一样：

City grids, maybe? http://totlandweb.info/imggen.out.png

现在问题是正确的：给出这个小程序的源代码;你可以改进它并提出一种方法，给出更有趣的结果吗？（例如，不是城市网格，但也许是面孔，动物，地理，你有什么）

这也是一种挑战;我想，因此我已经制定了一些完全随意且同样可选的规则：

代码中的注释说明了这一切。建议和“解决方案”应该编辑算法本身，而不是周围的框架，除了修复阻止样本编译的错误。
代码应该使用标准问题C编译器干净地编译。（如果提供的示例没有，哎呀！告诉我，我会解决的。：）
该方法应该是可选的，不需要从中获取帮助您友好的邻居数学图书馆，并且整体上使用（P）RNG作为其主要数据输入渠道。
解决方案应该可以通过简单地解决之间的任何问题来实现剪辑线（表示你不应分别在上方和下方编辑的那些），声明你需要特别添加到序言中的内容。
编辑：有时很容易忘记互联网上的人无法阅读我的内容心神;但你去了。该计划应该至少需要人为干预生成图像，除了评估结果并选择最佳的。

代码需要C编译器和libpng来构建;我不完全相信MinGW编译器提供了必需品，但如果没有，我会感到惊讶。对于Debian，你需要libpng-dev软件包，对于Mac OS X，你需要XCode工具..

源代码可以是downloaded here。

警告：大量代码挥霍传入！

// compile with gcc -o imggen -lpng imggen.c
// optionally with -DITERATIONS=x, where x is an appropriate integer
// If you're on a Mac or using MinGW, you may have to fiddle with the linker flags to find the library and includes.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <png.h>

#ifdef ITERATIONS
#define REPEAT
#endif // ITERATIONS

// YOU MAY CHANGE THE FOLLOWING DEFINES
#define WIDTH 320
#define HEIGHT 240

// YOU MAY REPLACE THE FOLLOWING DEFINES AS APPROPRIATE
#define INK 16384

void writePNG (png_bytepp imageBuffer, png_uint_32 width, png_uint_32 height, int iteration) {
  char *fname;
  asprintf(&fname, "out.%d.png", iteration);

  FILE *fp = fopen(fname, "wb");
  if (!fp) return;
  png_structp png_ptr = png_create_write_struct(PNG_LIBPNG_VER_STRING, NULL, NULL, NULL);
  png_infop  info_ptr = png_create_info_struct(png_ptr);
  png_init_io(png_ptr, fp);
  png_set_filter(png_ptr, PNG_FILTER_TYPE_DEFAULT, PNG_FILTER_NONE);
  png_set_compression_level(png_ptr, Z_BEST_COMPRESSION);
  png_set_IHDR(png_ptr, info_ptr, width, height, 8,
               PNG_COLOR_TYPE_GRAY, PNG_INTERLACE_NONE, PNG_COMPRESSION_TYPE_DEFAULT, PNG_FILTER_TYPE_DEFAULT);
  png_set_rows(png_ptr, info_ptr, imageBuffer);
  png_set_invert_mono(png_ptr); /// YOU MAY COMMENT OUT THIS LINE
  png_write_png(png_ptr, info_ptr, PNG_TRANSFORM_IDENTITY, NULL);
  png_destroy_write_struct(&png_ptr, &info_ptr);
  fclose(fp);
  free(fname);
}

int main (int argc, const char * argv[]) {
  png_uint_32 height = HEIGHT, width = WIDTH;


  int iteration = 1;
#ifdef REPEAT
  for (iteration = 1; iteration <= ITERATIONS; iteration++) {
#endif // REPEAT  

    png_bytepp imageBuffer = malloc(sizeof(png_bytep) * height);
    for (png_uint_32 i = 0; i < height; i++) {
      imageBuffer[i] = malloc(sizeof(png_byte) * width);
      for (png_uint_32 j = 0; j < width; j++) {
        imageBuffer[i][j] = 0;
      }
    }    

    /// CUT ACROSS THE DASHED LINES
    /// -------------------------------------------
    /// NO EDITING ABOVE THIS LINE; EXCEPT AS NOTED

    int ink = INK;
    int x = rand() % width, y = rand() % height;

    int xdir = (rand() % 2)?1:-1;
    int ydir = (rand() % 2)?1:-1;

    while (ink) {
      imageBuffer[y][x] = 255;
      --ink;
      xdir += (rand() % 2)?(1):(-1);
      ydir += (rand() % 2)?(1):(-1);
      if (ydir > 0) {
        ++y;
      } else if (ydir < 0) {
        --y;
      }
      if (xdir > 0) {
        ++x;
      } else if (xdir < 0) {
        --x;
      }
      if (x == -1 || y == -1 || x == width || y == height || x == y && x == 0) {
        x = rand() % width; y = rand() % height;
        xdir = (rand() % 2)?1:-1;
        ydir = (rand() % 2)?1:-1;
      }
    }

    /// NO EDITING BELOW THIS LINE
    /// -------------------------------------------

    writePNG(imageBuffer, width, height, iteration);

    for (png_uint_32 i = 0; i < height; i++) {
      free(imageBuffer[i]);
    }    
    free(imageBuffer);
#ifdef REPEAT
  }
#endif // REPEAT
  return 0;
}

注意：虽然严格来说这个问题似乎并不是“可回答的”;我仍然认为它可以产生一些“正确”的答案。也许

快乐狩猎。

编辑（再次）：我的答案（读下）中使用的简单bezier路径的源代码可以找到here和here。

Answer 1

Fractals？它们不再仅仅用于股票市场分析（Mandelbrot joke，对不起）。

有些Fractal images往往让人联想到现实世界的地理位置。特别是IFS分形可用于相当逼真的plants和trees以及terrain。

fractal.c是一个简单的单色Mandelbrot集，默认为缩放。

添加了：

Context-free语法可用于表达能够绘制出美学上令人愉悦的图像的方程式。 Jared Tarbell有一个由程序生成的一些精彩图像的相关图库。 Aza的Algorithm Ink

第二次补充：

代数或计算艺术的另一种主要形式来自Cellular automaton（CA），例如（John）Conway's Game of Life，由Martin Gardner撰写的1970 Scientific American文章着称。 2002年，斯蒂芬·沃尔夫勒姆（Stephen Wolfram）自我出版A New Kind of Science（NKS），将CA重新引入公众。这些系统往往是封闭的动态系统，基于一套简单的规则“活”或“死”。

与分形相关的是chaotic systems，或非线性动态系统，如果你想听起来很聪明。它们可以在物理系统上建模，例如weather forecasting，并且可以提供非真实随机但难以预测的数字输出，可以将其显示为strange attractor（和SA）。

Answer 2

嗯。我记得很久以前在徽标中制作了一个国家发电机。基本的策略是用每种颜色的画家播种它，并有规则，“颜色画家，随机移动，但可能不会在任何被绘制的区域移动，除非它是用自己的颜色绘制的。”结果是几个连续绘制的区域。画家在4个方向上随机移动，网格大小为50x50左右。

一旦完成，我拍摄了我的50x50图像，将它（与最近邻居）扩展为更大的图像，并使用一些标准图形滤镜（模糊等）使其看起来不错。如果你想要一个单色图像，只需将任何边框变成黑色，其他所有边框都变白。

这种策略根本不支持直线。

Answer 3

你问的问题是审美。一个人认为“好”或“美丽”或“适度有趣”的事物因人而异，我认为不能找到最佳答案。

我知道很多人会发现你在问题中发布的图片令人作呕而且毫无根据，充斥着城市规划的社会政治束缚的想法。但是，我认为它看起来很有趣。

Answer 4

这可能是解决问题的必然结果，而不是解决问题的方法，但我从不同角度看待同样的想法后看到了有趣的结果：

取一个网格（从正方形，六边形或有你的东西构建它）并在其上生成一个随机的点域。现在，检查使用网格后面的行连接固定点集的所有可能方法。拍摄具有相似主题的图片（例如，树叶）的片段，并将它们转换为“线条艺术”样式以将它们缩小为轮廓。对于每组几个点，查看您的大纲片段库并尝试找到一个可以连接点（或至少靠近，这可能需要旋转，镜像等）。您会发现有无数可能的输出，但如果正确完成，您最终可能会看到许多看似叶子的东西（即使它们是以前从未见过的'新'叶子类型）！

Answer 5

您可以为行为添加一些琐碎的状态，而不是直接随机性。例如，您可以根据条件方程式选择它们，而不是根据x y基本上P来选择P和rand % 2做什么。举个简单的例子：

two-state http://img121.imageshack.us/img121/9018/twostate.png

如果您允许状态1表示“保持当前路径”并且0为“更改方向”，则通过调整Q阈值来控制更改方向的频率。添加状态会增加复杂性，但通过为P和Q精心选择的值，您可能会得到适度有趣的结果。

Answer 6

本着彻底粉碎自己的精神（公认的任意规则，我已经走在前面，自己创造了一个答案！

代码使用了一些非常简单的bezier曲线代码，我昨晚把它拼凑在一起，虽然答案不那么引人注目，但它仍然有点有趣。可以在here和here找到贝塞尔码的代码。

除了编辑剪辑字段外，我当然还添加了

#include "bezier.h"

没有这条线，它不能很好地工作。 ;）

/// NO EDITING ABOVE THIS LINE; EXCEPT AS NOTED

Bezier *path = newBezier(newPoint(rand() % width,rand() % height), newPoint(rand() % width,rand() % height), newPoint(rand() % width,rand() % height), newPoint(rand() % width,rand() % height));

float t;
Point *point = NULL;

for (t = 0.0; t <= 1.0; t += 0.00000006) {
  point = bezierPoint(path, t, point);

  int32_t x = point->x, y = point->y;

  if (x >= 0 && x < width && y >= 0 && y < height)
    imageBuffer[y][x] = 255;
}

destroyPoint(point);

/// NO EDITING BELOW THIS LINE

生成适度有趣的图像

6 个答案: