ppmforge - Trực tuyến trên đám mây

CHƯƠNG TRÌNH:

TÊN

ppmforge - lò rèn Fractal của mây, hành tinh và bầu trời đầy sao

SYNOPSIS

lò rèn ppm [-các đám mây] [-đêm] [giới hạn kích thước] [-giờ giờ] [-inclination | -tilt góc]
[-lưới thép kích thước] [-Điện yếu tố] [- sông băng cấp] [-Nước đá cấp] [-bão hòa Th 7]
[-hạt giống hạt giống] [-ngôi sao phân số] [-xsize |-width chiều rộng] [-ysize | -height cao]

MÔ TẢ

lò rèn ppm tạo ra ba loại `` rèn Fractal ngẫu nhiên '', thuật ngữ do Richard đặt ra
F. Voss của Trung tâm Nghiên cứu Thomas J. Watson của IBM cho những bức ảnh có vẻ thực tế về
các đối tượng tự nhiên được tạo ra bởi các thuật toán đơn giản thể hiện tính ngẫu nhiên và tự phân dạng
sự giống nhau. Các kỹ thuật được sử dụng bởi lò rèn ppm về cơ bản là những thứ được đưa ra bởi Voss [1],
đặc biệt là kỹ thuật tổng hợp quang phổ được Dietmar giải thích chi tiết hơn
Nước chấm [2].

Chương trình tạo ra hai loại hình ảnh: hành tinh và đám mây, chỉ là
các kết xuất dữ liệu khác nhau được tạo theo cách giống hệt nhau, minh họa sự thống nhất của
cấu trúc fractal của những vật thể rất khác nhau này. Loại hình thứ ba, đầy sao
sky, được tổng hợp trực tiếp từ số giả ngẫu nhiên.

Việc tạo ra các hành tinh hoặc các đám mây bắt đầu bằng việc chuẩn bị một mảng dữ liệu ngẫu nhiên
trong miền tần số. Kích thước của mảng này, `` kích thước lưới '', có thể được đặt bằng
-lưới thép lựa chọn; mắt lưới càng lớn hình ảnh càng thực tế nhưng thời gian tính toán
và yêu cầu bộ nhớ tăng lên khi bình phương của kích thước lưới. Kích thước fractal,
mà bạn có thể chỉ định với giới hạn tùy chọn, xác định độ gồ ghề của địa hình
trên hành tinh hoặc tỷ lệ chi tiết trong các đám mây. Vì kích thước Fractal là
tăng lên, nhiều thành phần tần số cao hơn được thêm vào lưới ngẫu nhiên.

Khi lưới được tạo ra, một phép biến đổi Fourier hai chiều nghịch đảo được thực hiện dựa trên
nó. Điều này chuyển đổi dữ liệu miền tần số ngẫu nhiên ban đầu thành biên độ không gian. chúng tôi
chia tỷ lệ các thành phần thực là kết quả của phép biến đổi Fourier thành các số từ 0 đến 1
liên kết với mỗi điểm trên lưới. Bạn có thể sửa đổi thêm con số này bằng cách áp dụng
`` quy luật quyền lực '' cho nó với -Điện lựa chọn. Quy mô thống nhất để lại các con số
không sửa đổi; thang lũy ​​thừa 0.5 lấy căn bậc hai của các số trong lưới, trong khi
thang lũy ​​thừa của 3 thay thế các số trong lưới bằng các hình khối của chúng. Nhân rộng luật quyền lực là
hình dung tốt nhất bằng cách nghĩ đến dữ liệu đại diện cho độ cao của địa hình; quyền hạn
ít hơn 1 năng suất cảnh quan với những vết sẹo dọc trông giống như những thung lũng được chạm khắc bằng băng;
sức mạnh lớn hơn một làm cho các ngọn tháp của lâu đài cổ tích (yêu cầu kích thước mắt lưới lớn và cao
để có kết quả tốt nhất).

Sau những phép tính này, chúng ta có một mảng có kích thước được chỉ định chứa các số
phạm vi từ 0 đến 1. Ảnh pixmap được tạo như sau:

Mây Một bản đồ màu được tạo ra có phạm vi từ xanh lam thuần khiết đến trắng bằng cách tăng
phụ gia (khử bão hòa) của màu xanh lam với màu trắng. Các số nhỏ hơn 0.5 được tô màu
màu xanh lam, các số từ 0.5 đến 1.0 được tô màu với các mức tương ứng là
màu trắng, với 1.0 là màu trắng tinh khiết.

Hành tinh Lưới được chiếu lên một hình cầu. Giá trị nhỏ hơn 0.5 được coi là nước
và giá trị từ 0.5 đến 1.0 như đất. Các vùng nước được tô màu dựa trên
độ sâu của nước và đất dựa trên độ cao của nó. Dữ liệu độ sâu ngẫu nhiên là
được sử dụng để tạo ra những đám mây trên các đại dương. Một bầu không khí gần giống như
Trái đất được mô phỏng; sự hấp thụ ánh sáng của nó được tính toán để tạo ra một lớp màu xanh lam
xung quanh chi của hành tinh. Một hàm tăng từ 0 lên 1 dựa trên
vĩ độ được điều chỉnh bởi độ cao cục bộ để tạo ra các chỏm băng ở cực - cao
địa hình độ cao mang các sông băng xa cực hơn. Dựa trên vị trí
của ngôi sao đối với người quan sát, màu sắc biểu kiến ​​của mỗi pixel của
hành tinh được tính toán bằng cách dò tia từ ngôi sao đến hành tinh đến
quan sát và áp dụng mô hình chiếu sáng tổng hợp ánh sáng xung quanh và khuếch tán
phản xạ (đối với hầu hết các hành tinh ánh sáng xung quanh bằng XNUMX, vì ngôi sao chính của chúng là
nguồn chiếu sáng duy nhất). Dữ liệu ngẫu nhiên bổ sung được sử dụng để tạo ra các dấu sao
xung quanh hành tinh.

Đêm Một chuỗi các số giả ngẫu nhiên được sử dụng để tạo ra các dấu sao với người dùng
mật độ quy định.

Hình ảnh đám mây luôn chứa 256 màu trở xuống và có thể được hiển thị trên hầu hết các màu
các thiết bị được ánh xạ mà không cần xử lý thêm. Hình ảnh hành tinh thường chứa hàng chục
hàng nghìn màu phải được nén bằng ppmquant or ppmdether trước khi mã hóa
ở định dạng được ánh xạ màu. Nếu độ phân giải màn hình đủ cao, ppmdether nói chung
tạo ra các hành tinh đẹp hơn. ppmquant có xu hướng tạo ra các dải màu rời rạc,
đặc biệt là trong các đại dương, không thực tế và gây mất tập trung. Số lượng màu sắc
trong hình ảnh bầu trời đầy sao được tạo ra với -đêm tùy chọn phụ thuộc vào giá trị được chỉ định cho
-bão hòa. Các giá trị nhỏ hạn chế sự phân bố nhiệt độ màu của các ngôi sao và
giảm số lượng màu trong hình ảnh. Nếu -bão hòa được đặt thành 0, không có
các ngôi sao sẽ được tô màu và hình ảnh thu được sẽ không bao giờ chứa nhiều hơn 256 màu.
Hình ảnh bầu trời đêm với nhiều màu sắc sao khác nhau thường trông đẹp nhất khi nén màu
by chiều sâu pnm chứ không phải là ppmquant or ppmdether. Cố gắng giá trị mới cài đặt 63, 31 hoặc 15
với chiều sâu pnm để giảm số lượng màu trong hình ảnh xuống còn 256 màu trở xuống.

LỰA CHỌN

-các đám mây Tạo ra các đám mây. Một bản đồ các đám mây Fractal được tạo ra. Chọn những đám mây
đặt giá trị mặc định cho kích thước Fractal thành 2.15 và hệ số thang công suất thành 0.75.

giới hạn kích thước
Đặt kích thước fractal thành được chỉ định kích thước, có thể nổi bất kỳ
giá trị điểm giữa 0 và 3. Kích thước fractal cao hơn tạo ra nhiều `` hỗn loạn '' hơn
hình ảnh, yêu cầu đầu ra có độ phân giải cao hơn và kích thước lưới FFT lớn hơn để
trông ổn. Nếu không có thứ nguyên nào được chỉ định, thì 2.4 được sử dụng khi tạo ra các hành tinh
và 2.15 đối với mây.

- sông băng cấp
Dấu chấm động cấp cài đặt kiểm soát mức độ cao của địa hình
khiến băng xuất hiện ở vĩ độ thấp hơn. Giá trị mặc định là 0.75 làm cho
các chỏm địa cực mở rộng về phía xích đạo qua địa hình cao và tạo thành các sông băng trong
những ngọn núi cao nhất, như trên Trái đất. Giá trị cao hơn làm cho các tảng băng bao phủ
ngày càng nhiều bề mặt đất, mô phỏng các hành tinh ở giữa lớp băng
già đi. Các giá trị thấp hơn có xu hướng nhàm chán, dẫn đến hình học không thực tế-
ranh giới chỏm băng chính xác.

-giờ giờ
Khi tạo ra một hành tinh, giờ được sử dụng làm `` góc giờ ở trung tâm
kinh tuyến. '' Nếu bạn chỉ định -giờ 12, ví dụ, hành tinh sẽ hoàn toàn
được chiếu sáng, tương ứng với buổi trưa cao tại kinh độ ở trung tâm của
màn hình. Bạn có thể chỉ định bất kỳ giá trị dấu phẩy động nào từ 0 đến 24 cho giờ, Nhưng
các giá trị đặt hầu hết hành tinh trong bóng tối (0 đến 4 và 20 đến 24)
trong những đường gấp khúc, mặc dù khá đẹp, nhưng không cung cấp cho bạn nhiều pixel chiếu sáng cho
số lượng máy tính cần thiết. Nếu không -giờ tùy chọn được chỉ định, một ngẫu nhiên
góc giờ được chọn, thiên vị để chỉ 25% hình ảnh được tạo ra sẽ được
những đường gấp khúc.

-Nước đá cấp
Đặt phạm vi của các chỏm băng ở cực đến điểm động đã cho cấp. Các
mức mặc định là 0.4 tạo ra các chỏm băng tương tự như của Trái đất. Nhỏ hơn
giá trị làm giảm lượng đá, trong khi lớn hơn -Nước đá cài đặt tạo thêm
các chỏm băng nổi bật. Các giá trị đủ lớn, chẳng hạn như 100 trở lên, trong
kết hợp với các cài đặt nhỏ cho - sông băng (thử 0.1) tạo `` quả bóng băng ''
như Europa.

-inclination | -tilt góc
Góc nghiêng của hành tinh so với ngôi sao chính của nó được đặt thành
góc, có thể là bất kỳ giá trị dấu phẩy động nào từ -90 đến 90. Độ nghiêng
góc có thể được coi là xác định, tính bằng độ, `` mùa '' của hành tinh là
hiện đang trải qua hay chính xác hơn là vĩ độ mà tại đó ngôi sao
vượt qua đỉnh cao vào buổi trưa địa phương. Nếu 0, hành tinh đang ở điểm phân; ngôi sao là
trực tiếp trên cao tại xích đạo. Giá trị dương đại diện cho mùa hè ở
bán cầu bắc, giá trị âm vào mùa hè ở bán cầu nam. Các
Ví dụ, góc nghiêng của Trái đất là khoảng 23.5 tại hạ chí tháng 0, XNUMX tại
điểm phân vào tháng 23.5 và tháng XNUMX, và -XNUMX vào ngày chí tháng XNUMX. Nếu không
góc nghiêng được chỉ định, giá trị ngẫu nhiên giữa -21.6 và 21.6 độ là
đã chọn.

-lưới thép kích thước
Một lưới của kích thước by kích thước sẽ được sử dụng cho phép biến đổi Fourier nhanh (FFT). Ghi chú
yêu cầu bộ nhớ và tốc độ tính toán tăng lên khi bình phương của kích thước;
nếu bạn tăng gấp đôi kích thước lưới, chương trình sẽ sử dụng bộ nhớ gấp bốn lần và chạy
dài gấp bốn lần. Lưới mặc định là 256x256, tạo ra khá tốt
nhìn ảnh trong khi sử dụng nửa megabyte cho mảng 256x256 đơn lẻ
số phức chính xác theo yêu cầu của FFT. Trên máy có bộ nhớ hạn chế
dung lượng, bạn có thể phải giảm kích thước lưới để tránh hết RAM.
Tăng kích thước lưới tạo ra hình ảnh đẹp hơn; Sự khác biệt
trở nên đặc biệt đáng chú ý khi tạo hình ảnh có độ phân giải cao với
kích thước đứt gãy tương đối cao (từ 2.2 đến 3).

-đêm Một bầu trời đầy sao được tạo ra. Các ngôi sao được tạo ra bởi cùng một thuật toán được sử dụng cho
các ngôi sao bao quanh hình ảnh hành tinh, nhưng đầu ra chỉ bao gồm
sao.

-Điện yếu tố
Đặt `` hệ số công suất '' được sử dụng để chia tỷ lệ độ cao được tổng hợp từ FFT thành
yếu tố, có thể là bất kỳ số dấu phẩy động nào lớn hơn XNUMX. Nếu không có yếu tố
được chỉ định, mặc định là 1.2 được sử dụng nếu một hành tinh đang được tạo hoặc 0.75 nếu
những đám mây được chọn bởi -các đám mây lựa chọn. Kết quả của hình ảnh FFT
tổng hợp là một mảng các giá trị độ cao từ 0 đến 1. Một sức mạnh không hợp nhất
hệ số lũy thừa mỗi độ cao này với công suất được chỉ định. Vì
ví dụ, hệ số công suất là 2 bình phương mỗi giá trị, trong khi hệ số công suất là 0.5
thay thế mỗi bằng căn bậc hai của nó. (Lưu ý rằng lũy ​​thừa các giá trị giữa 0
và 1 mang lại các giá trị vẫn nằm trong phạm vi đó.) Hệ số công suất nhỏ hơn 1
nhấn mạnh những thay đổi độ cao quy mô lớn với chi phí của những thay đổi nhỏ.
Hệ số công suất lớn hơn 1 làm tăng độ gồ ghề của địa hình và như
kích thước fractal cao, có thể yêu cầu kích thước lưới FFT lớn hơn và / hoặc màn hình cao hơn
độ phân giải để trông tốt.

-bão hòa Th 7
Kiểm soát mức độ bão hòa màu của các ngôi sao bao quanh hành tinh
hình ảnh và lấp đầy bầu trời đầy sao được tạo ra bằng -đêm Lựa chọn. Mặc định
giá trị của 125 tạo ra các ngôi sao giống như bầu trời mà mắt người nhìn thấy từ
Bề mặt trái đất. Sao mờ; chỉ cái sáng nhất mới kích hoạt các hình nón trong
võng mạc của con người, làm cho màu sắc được cảm nhận. Giá trị cao hơn của Th 7 gần đúng
sự xuất hiện của các ngôi sao từ quỹ đạo Trái đất, nơi thích nghi với bóng tối tốt hơn, vắng mặt
phát sáng bầu trời và nồng độ ánh sáng từ một ngôi sao nhất định vào một khu vực nhỏ hơn
của võng mạc nhờ không có nhiễu loạn khí quyển tăng cường
nhận thức về màu sắc. Giá trị lớn hơn 250 tạo ra bầu trời `` khoa học viễn tưởng ''
điều đó, trong khi đẹp đẽ, không xảy ra trong vũ trụ này.

Nhờ luật bình phương nghịch đảo kết hợp với tình yêu tầm thường của tự nhiên,
có rất nhiều ngôi sao mờ cho mỗi ngôi sao sáng. Dân số này
mối quan hệ được phản ánh chính xác trên bầu trời được tạo ra bởi lò rèn ppm. Mờ, thấp
các ngôi sao khối lượng sống lâu hơn nhiều so với các ngôi sao khối lượng lớn sáng, do đó có
nhiều ngôi sao màu đỏ cho mọi người khổng lồ xanh. Mối quan hệ này được duy trì bởi
lò rèn ppm. Bạn có thể đảo ngược tỷ lệ, mô phỏng bầu trời như trong
thiên hà starburst, bằng cách chỉ định một âm Th 7 giá trị.

-hạt giống num Đặt hạt giống cho trình tạo số ngẫu nhiên thành số nguyên num. Hạt giống được sử dụng
để tạo mỗi hình ảnh được hiển thị trên đầu ra tiêu chuẩn (trừ khi bị chặn bằng
các -Yên lặng lựa chọn). Hình ảnh được tạo với cùng một hạt giống sẽ giống hệt nhau.
Nếu không -hạt giống được chỉ định, một hạt giống ngẫu nhiên bắt nguồn từ ngày và giờ sẽ được
đã chọn. Chỉ định một hạt giống rõ ràng cho phép bạn kết xuất lại một bức ảnh mà bạn
đặc biệt như ở độ phân giải cao hơn hoặc với các thông số xem khác nhau.

-ngôi sao phân số
Chỉ định phần trăm pixel, trong phần mười phần trăm, sẽ xuất hiện dưới dạng
các ngôi sao, bao quanh một hành tinh hoặc lấp đầy toàn bộ khung hình nếu -đêm is
được chỉ định. Mặc định phân số là 100.

-xsize |-width chiều rộng
Đặt chiều rộng của hình ảnh được tạo thành chiều rộng điểm ảnh. Chiều rộng mặc định là 256
điểm ảnh. Hình ảnh ít nhất phải rộng và cao; nếu chiều rộng nhỏ hơn
chiều cao được chỉ định, nó sẽ được tăng lên để bằng chiều cao. Nếu bạn phải
có một bản đồ dài gầy, tạo một hình vuông với lò rèn ppm, sau đó sử dụng pnmcut đến
trích xuất một phần của hình dạng và kích thước bạn yêu cầu.

-ysize | -height cao
Đặt chiều cao của hình ảnh được tạo thành cao điểm ảnh. Chiều cao mặc định là
256 điểm ảnh. Nếu chiều cao được chỉ định vượt quá chiều rộng, chiều rộng sẽ là
tăng lên để bằng chiều cao.

Tất cả các cờ có thể được viết tắt thành tiền tố duy nhất ngắn nhất của chúng.

Sử dụng ppmforge trực tuyến bằng các dịch vụ onworks.net