Fraktale auf der Kommandozeile

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07.09.2021

Nachdem ich LuFi in meinen Docker-Zoo integriert hatte, habe ich mich noch ein wenig auf der Gitlab-Instanz umgesehen, auf der das zugehörige Repository gehostet ist und fand ein weiteres interessantes Projekt, das mich wieder einmal in einen Kaninchenbau gestürzt hat...

Ich habe mich bereits einige Zeit nicht mehr mit dem Thema Chaos und nichtlineare Systeme beschäftigt und so freute ich mich über die Inspiration hier.

In diesem Projekt wird eine andere Art von HelloWorld Programm propagiert: die Darstellung der Mandelbrot-Menge auf der Kommandozeile im Terminal. Das interessierte mich und so habe ich ein Issue eingestellt, da in dem Projekt eine Java-Variante noch fehlte.

Das Ergebnis dieses Programms sieht man hier:

Screenshot Mandelbrot-Menge im Terminal

Danach "spaltete mich die Inspiration von Kopf bis fuß" - um mal Mark Twain zu zitieren: Ich überlegte, dass die Darstellung des Mandelbrot-Fraktals, wie sie heute meistens für Bildschirmschoner und ähnliches benutzt wird nicht nur anzeigt, ob ein bestimmter Punkt zur Menge gehört oder nicht, sondern die Anzahl der Iterationen visualisiert, ab der ein Punkt die Menge verlässt. Und da es ja möglich ist, Farben im Terminal darzustellen, versuchte ich mich an einer Weiterentwicklung dieses Codes, der folgendes Ergebnis erbrachte:

Screenshot Mandelbrot-Menge im Terminal

public class CliMandelbrot
{
	private static final java.awt.geom.Point2D ORIGIN=new java.awt.geom.Point2D.Double(0,0);
	public static final String ANSI_RESET = "\u001B[0m";
	public static final String ANSI_BLACK_BACKGROUND = "\u001B[40m";
	public static final String ANSI_RED_BACKGROUND = "\u001B[41m";
	public static final String ANSI_GREEN_BACKGROUND = "\u001B[42m";
	public static final String ANSI_YELLOW_BACKGROUND = "\u001B[43m";
	public static final String ANSI_BLUE_BACKGROUND = "\u001B[44m";
	public static final String ANSI_PURPLE_BACKGROUND = "\u001B[45m";
	public static final String ANSI_CYAN_BACKGROUND = "\u001B[46m";
	public static final String ANSI_WHITE_BACKGROUND = "\u001B[47m";
	private static java.lang.String[] colors=new java.lang.String[]{
	ANSI_BLACK_BACKGROUND,
	ANSI_PURPLE_BACKGROUND,
	ANSI_BLUE_BACKGROUND,
	ANSI_RED_BACKGROUND,
	ANSI_GREEN_BACKGROUND,
	ANSI_CYAN_BACKGROUND,
	ANSI_YELLOW_BACKGROUND,
	ANSI_WHITE_BACKGROUND,
	};

private static int mandelbrot(double re, double im, int iterations) { double zre = 0; double zim = 0; int i=0; for (; i < iterations; ++i) { double sqre=zre*zre-zim*zim; double sqim=zre*zim*2; zre=sqre+re; zim=sqim+im; double A=ORIGIN.distance(zre,zim); if(A>2) break; } return i; }

public static void main(java.lang.String[] args) { int iterations=50; double r = 0.25; double theta=0.3; double ymid=r*java.lang.Math.cos(theta)-1;//-java.lang.Math.E/7.0;//-0.75;//0; double xmid=r*java.lang.Math.sin(theta);//-java.lang.Math.E/20.0;//0.1;//-0.8; if(args.length>0) { try{ iterations=java.lang.Integer.parseInt(args[0]); }catch(java.lang.Throwable t){} } int div=iterations/colors.length+1;

int rows=28; int cols=90;

double zoomfactor=100;

double yspan=2/zoomfactor; double ystart=ymid+yspan*0.5; double ystep=yspan/(double)rows; double xspan=2.4/zoomfactor; double xstart=xmid-xspan*0.5; double xstep=xspan/(double)cols;

for (int y=0;y<rows;++y) { for (int x=0;x<cols;++x) { int i = mandelbrot(xstart+(double)x*xstep,ystart-(double)y*ystep,iterations); if (i==iterations) {System.out.print("*");} else {System.out.print(colors[i/div]+" "+ANSI_RESET);} } System.out.println(); } System.out.println(ystart+" "+(ystart-(double)rows*ystep)); } }

Es soll hier natürlich nicht unerwähnt bleiben, dass ich nicht der erste bin, der auf solche Ideen gekommen ist: Das gute alte Rosetta Code Projekt hält ebenso Implementierungen dafür bereit - sogar vollständig als Bash-Skript-Implementierung wie es auch an anderen Stellen im Internet ähnliche Experimente zu finden gibt:

Screenshot Mandelbrot-Menge mittels Bash berechnet (Quelle)

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Wer daran teilhaben und eventuell sogar davon profitieren möchte, muß damit leben, daß ich hin und wieder kleine Ausflüge in Bereiche mache, die nichts mit IT, Administration oder Softwareentwicklung zu tun haben.

Ich wünsche allen Lesern viel Spaß und hin und wieder einen kleinen AHA!-Effekt...

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