mandelpngt_complex.c++

// mandelpngt.c++
// Copyright (C) 2019
// Norbert Bátfai, batfai.norbert@inf.unideb.hu
//
//  This program is free software: you can redistribute it and/or modify
//  it under the terms of the GNU General Public License as published by
//  the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
//  (at your option) any later version.
//
//  This program is distributed in the hope that it will be useful,
//  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
//  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
//  GNU General Public License for more details.
//
//  You should have received a copy of the GNU General Public License
//  along with this program.  If not, see <https://www.gnu.org/licenses/>.
//
// Version history
//
//  Mandelbrot png
//  Programozó Páternoszter/PARP
//   https://www.tankonyvtar.hu/hu/tartalom/tamop412A/2011-0063_01_parhuzamos_prog_linux
//
//  https://youtu.be/gvaqijHlRUs
//
#include <iostream>
#include "png++/png.hpp"
#include <sys/times.h>
#include <complex>

using namespace std;

#define MERET 600
#define ITER_HAT 32000

void
mandel (int kepadat[MERET][MERET]) {

    // Mérünk időt (PP 64)
    clock_t delta = clock ();
    // Mérünk időt (PP 66)
    struct tms tmsbuf1, tmsbuf2;
    times (&tmsbuf1);

    // számítás adatai
    //float a = -2.0, b = .7, c = -1.35, d = 1.35;
    complex<double> a = -2.0 + 0i;
    complex<double> b = 0.7 + 0i;
    complex<double> c = -1.35 + 0i;
    complex<double> d = 1.35 + 0i;
    complex<double> szelesseg = MERET + 0i, magassag = MERET + 0i, iteraciosHatar = ITER_HAT + 0i;

    // a számítás



    complex<double> dx = (b - a) / szelesseg;
    complex<double> dy = (d - c) / magassag;
    complex<double> reC, imC, reZ, imZ, ujreZ, ujimZ;
    // Hány iterációt csináltunk?
    int iteracio = 0;
    // Végigzongorázzuk a szélesség x magasság rácsot:
    for (int j = 0; j < real(magassag); ++j)
    {
        //sor = j;
        for (int k = 0; k < real(szelesseg); ++k)
        {
            // c = (reC, imC) a rács csomópontjainak
            // megfelelő komplex szám
            reC = real(a) + k * real(dx);
            imC = real(d) - j * real(dy);
            // z_0 = 0 = (reZ, imZ)
            reZ = 0;
            imZ = 0;
            iteracio = 0;
            // z_{n+1} = z_n * z_n + c iterációk
            // számítása, amíg |z_n| < 2 vagy még
            // nem értük el a 255 iterációt, ha
            // viszont elértük, akkor úgy vesszük,
            // hogy a kiinduláci c komplex számra
            // az iteráció konvergens, azaz a c a
            // Mandelbrot halmaz eleme
            while (real(reZ) * real(reZ) + real(imZ) * real(imZ) < 4 && iteracio < real(iteraciosHatar))
            {
                // z_{n+1} = z_n * z_n + c
                ujreZ = reZ * reZ - imZ * imZ + reC;
                ujimZ = 2 * real(reZ) * real(imZ) + imC;
                reZ = ujreZ;
                imZ = ujimZ;

                ++iteracio;

            }

            kepadat[j][k] = iteracio;
        }
    }

    times (&tmsbuf2);
    cout << tmsbuf2.tms_utime - tmsbuf1.tms_utime
              + tmsbuf2.tms_stime - tmsbuf1.tms_stime << endl;

    delta = clock () - delta;
    cout << (float) delta / CLOCKS_PER_SEC << " sec" << endl;

}

int
main (int argc, char *argv[])
{

    if (argc != 2)
    {
        cout << "Hasznalat: ./mandelpng fajlnev";
        return -1;
    }

    int kepadat[MERET][MERET];

    mandel(kepadat);

    png::image < png::rgb_pixel > kep (MERET, MERET);

    for (int j = 0; j < MERET; ++j)
    {
        //sor = j;
        for (int k = 0; k < MERET; ++k)
        {
            kep.set_pixel (k, j,
                           png::rgb_pixel (255 -
                                           (255 * kepadat[j][k]) / ITER_HAT,
                                           255 -
                                           (255 * kepadat[j][k]) / ITER_HAT,
                                           255 -
                                           (255 * kepadat[j][k]) / ITER_HAT));
        }
    }

    kep.write (argv[1]);
    cout << argv[1] << " mentve" << endl;
}