Обзор программы Fractal Explorer

Fractal Explorer – это генератор для создания фракталов, необходимый для сенсорного взаимодействия на Cyber-Commons, широкоформатном устройстве отображения.  Набор Мандельброта исследуется в эскизе через классифицированные параметры сенсорного меню. Взаимодействию с сенсорным меню способствует текстовое поле состояния, расположенное горизонтально там, где пользователь в последний раз касался. Оно отображает сообщения, информирующие о доступных действиях на основе предыдущего действия.

Назначение программы Fractal Explorer

Цель программы – позволить пользователям, незнакомым с фрактальными свойствами, создавать изображения, основанные на использовании математических формул.

Полезно почитать: Что такое анимация и как ее можно создать

 Интерфейс

Работать с программой очень легко: у нее дружественный интерфейс, в котором сможет разобраться даже новичок.

Кнопки в панели инструментов разбиты на несколько блоков, каждый из которых отвечает за определенную функцию.

Первый блок нужен для выбора фрактала, с которым вы будете работать.

Второй блок нужен для выбора действий по работе с уже созданным фракталом.

Третий используется для непосредственной работы.

В четвертом блоке можно найти дополнительные функции.

Пятый – блок полезных кнопок.

Шестой – служебные клавиши.

Доступны такие режимы:

• Перемещение: в этом режиме узел, к которому прикоснулись, выбирается и затем перемещается событием «при перетаскивании». По мере перемещения узла цветовая полоса обновляется в реальном времени, а фрактал – нет (из-за ограничений, описанных в разделе «Шейдеры»).
• Добавить: пока этот режим активен, касание помещает новый цветовой узел в то же положение по оси x, что и касание, но вертикально на цветовой полосе.
  Осторожно!  Поскольку это одно событие на прикосновение, фрактал может быть обновлен сразу после добавления цветового узла.  Общее количество цветовых узлов, которые могут быть размещены, составляет 32 из-за того, что узлы отправляются в шейдер, но фракталы, как правило, выглядят довольно некрасиво с таким количеством цветов, и поэтому ограничение не достигается на практике.
• Удалить: пока этот режим активен, прикосновение к узлу приведет к его удалению с цветовой полосы. Установлено ограничение для предотвращения удаления цветовых узлов, если осталось только 2.

Основные параметры фрактала:

• Дочерние элементы меню могут быть добавлены или удалены, если активен режим Джулии/Мандельброта. Его цель –  продемонстрировать математические концепции.
• Отображение сложной сетки: это состояние можно переключать при выполнении других действий, чтобы наложить сложную сетку для помощи в работе.
• Отображение ловушек орбиты: в этом режиме затронутый пиксель отображается на комплексную плоскость, как в алгоритмах Джулии/Мандельброта.  По мере повторения алгоритма все значения z отображаются соединенными линиями.  Если z принадлежит набору, то он будет образовывать замкнутую или спиралевидную форму.  Если z не принадлежит таковому, он покинет экран и будет стремиться к бесконечности.
• Режим Джулии/Мандельброта: это состояние можно переключить, чтобы интерпретировать «с» как постоянное значение, указанное пользователем, а не как отображение пикселей. При первом входе в режим Julia отображается предлагаемое значение константы из списка, который может видеть зритель.
• Set Constant: в этом режиме прикосновение отображается на комплексную плоскость как c, изменяющее текущий набор Джулии. Пока этот режим активен, для справки отображается наложение сложной сетки.
• Предлагаемые константы: этот список существует для пользователей, которые могут быстро переключаться между доступными наборами. Его выбор без знания оптимальных значений обычно дает неинтересные наборы конфигураций фрактала.
• Навигация. Все дочерние элементы этого меню касаются сложной плоскости для управления окном сложной плоскости. Поскольку окно сложной плоскости представляет собой квадрат, а дисплей Cyber-Commons представляет собой длинный прямоугольник, требуется обрезка и центрирование.
• Панорамирование: в этом режиме сохраняется длина окна сложной плоскости, но изменяется его верхний левый угол, так что место, которого коснулся пользователь, становится новым центром.
• Сброс: прикосновение сбрасывает окно сложной плоскости без изменения текущего режима навигации. Если отображается Набор Мандельброта, то центр окна комплексной плоскости (-0,5, 0,0i) соответствует центру фрактала.
• Увеличить масштаб: в этом режиме длина окна комплексной плоскости уменьшается вдвое, а его верхний левый угол перемещается так, что место, которого коснулся пользователь, становится новым центром.
• Уменьшение: этот режим удваивает длину окна сложной плоскости и перемещает его верхний левый угол, так что место, которого коснулся пользователь, становится новым центром.

Каждый из параметров по своему интересен, поэтому при работе с приложением обязательно попробуйте все.

Особенности использования Fractal Explorer

В этом разделе мы разберем основные функции и важные моменты, касающиеся работы в программе.

Может быть интересно: Apophysis 7x

Фракталы

Набор Мандельброта определяется как:

z = z2 + c

Каждый пиксель также отображается на комплексную плоскость, и положение каждого пикселя затем представляет собой «c». Число итераций z, которое можно было бы назначить, в идеале было бы бесконечным для идеальной визуализации, но, очевидно, это невозможно на компьютере.  Вместо этого определяется максимальное количество итераций, а z назначается самое большее максимальное время итераций.  Пиксель, который не принадлежит набору Мандельброта, приведет к тому, что назначения z будут принимать значения с величиной, стремящейся к бесконечности.  Как только величина z выходит за пределы порога (традиционно 2,0), она стремится к бесконечности, а соответствующему пикселю назначается цвет путем сопоставления количества использованных итераций z.

 Шейдеры

Традиционно последовательная программа будет выполнять сопоставления и итерации, необходимые для каждого пикселя для создания изображения, поэтому как максимальное количество итераций, так и количество пикселей влияют на скорость программы.  Cyber-Commons имеет разрешение в пикселях 8160 * 2304 (18,8 мегапикселей), а традиционный метод однократного обновления дисплея занимал около 45 секунд, когда максимальное количество итераций было установлено равным 1000.

Обработка поддерживает состояние фрактала, окна комплексной плоскости и информацию о цветовой полосе для отправки во фрактальные шейдеры и обновления отображения. К сожалению, это все еще слишком медленно для анимации, но приемлемо для фрактального взаимодействия «по щелчку» или «по касанию».

Полезно почитать: Как сделать 3d фигуры в Paint.net

Меню взаимодействия

Меню скетча представляет собой рекурсивный класс, который поддерживает список дочерних элементов самого типа и появляется там, где пользователь касается.  Что отличает одно меню от другого, так это его заголовок, список дочерних элементов и связанное с ним действие.  Он был разработан, чтобы иметь возможность добавлять или удалять разделы на основе текущего отображаемого фрактала в дополнение к обновлению текстового поля состояния.  Примером является режим Джулии/Мандельброта, параметр, который можно выбрать, чтобы вызвать новые релевантные действия.

Фрактальный цвет

Это меню открывает  кнопка WidgetColor, предназначенная для управления выбором цвета между обработкой и шейдерами.  Управление цветом в каждом шейдере осуществляется путем определения двух ближайших соседних цветовых узлов из отсортированного списка к конкретному пикселю и интерполяции их цветов.  WidgetColor отображает цветовую полосу, а также 4 параметра, которые при выборе берут управление из меню.

Режим заставляет затронутые узлы цвета переключать полосы выбора для обновления их цвета. Эта функция удобна для многих пользователей, так как несколько цветовых узлов могут быть обновлены одновременно.

Пока цветовой узел обновляется событием «при перетаскивании», цветовая полоса обновляется в реальном времени, но фрактал не обновляется из-за ограничений, описанных в Шейдерах.  Недавно открытые полосы выбора, которые перекрывают меню, или другие полосы выбора скрывают элементы, с которыми пользователь взаимодействовал ранее.

Может быть интересно: Photoscissors

Преимущества и недостатки ПО

К преимуществам Fractal World Explorer относятся:

• Простая и понятная установка.
• Огромное количество функций.
• Интуитивно понятный интерфейс.

Среди недостатков выделяют:

• Не все функции действительно можно понять самостоятельно.
• Для работы придется посмотреть видеоуроки.

Итоги

Программа довольно интересная, в ней много функции и все они по-своему привлекательны для тех, кто хочет узнать чуть больше о фрактальных свойствах.

Полезно почитать: 3ds Max 2021.1

Полезное видео

Практическое руководство по созданию фрактала: