如何使用SWING/AWT在Java中绘制Mandelbrot集？

Question

我试图画曼德布罗特集，其中的点是黑色的，其他的都是白色的。在这个初始版本中，我不希望能够放大，而只是创建一个静态图像。

我创建了一个ComplexNumber类，如下所示，用于处理平方运算和将复数相加。

public class ComplexNumber {

    private double real;
    private double imaginary;

    public ComplexNumber(double real, double imaginary){
        this.real = real;
        this.imaginary = imaginary;
    }

    public ComplexNumber times(ComplexNumber number){

        double a = this.real*number.real;
        double b = this.imaginary*number.real;
        double c = this.real*number.imaginary;
        double d = this.imaginary*number.imaginary*-1;

        double newReal = a+d;
        double newImaginary = b+c;


        ComplexNumber newComplexNumber = new ComplexNumber(newReal, newImaginary);
        return newComplexNumber;
    }

    public ComplexNumber add(ComplexNumber number){

        double newReal = this.real+number.real;
        double newImaginary = this.imaginary+number.imaginary;

        return new ComplexNumber(newReal, newImaginary);

    }

    public double abs(){
        return Math.hypot(this.real, this.imaginary);
    }

    public double getReal() {
        return real;
    }

    public double getImaginary() {
        return imaginary;
    } 
}

这是我渲染GUI并实际计算Mandelbrot Set中的点的代码。

    import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import java.awt.image.BufferedImage;

public class MandelBrotSet extends JComponent {

    public static final int WIDTH = 800;
    public static final int HEIGHT = 800;
    public static final int ITERATIONS = 100;

    public static final double startX = -2;
    public static final double width = 4;
    public static final double startY = 2;
    public static final double height = 4;

    public static final double dx = width/(WIDTH-1);
    public static final double dy = height/(HEIGHT-1);

    private BufferedImage buffer;


    public MandelBrotSet() {

        buffer = new BufferedImage(WIDTH, HEIGHT, BufferedImage.TYPE_INT_RGB);

        JFrame frame = new JFrame("Mandelbrot Set");
        frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        frame.setResizable(true);
        frame.getContentPane().add(this);

        frame.pack();
        frame.setVisible(true);


    }

    @Override
    public void addNotify() {
        setPreferredSize(new Dimension(WIDTH, HEIGHT));
    }

    @Override
    public void paint(Graphics g) {
        g.drawImage(buffer, 0, 0, null);
    }

    public void render(){

        for (int x=0; x<WIDTH; x++){
            for (int y=0; y<HEIGHT; y++){
                int color = calculatePoint(x, y);
                buffer.setRGB(x, y, color);
            }
        }
    }



    public int calculatePoint(int x, int y){

        ComplexNumber number = convertToComplex(x, y);
        ComplexNumber z = number;
        int i;
        for (i=0; i<ITERATIONS; i++){

            z = z.times(z).add(number);

            if (z.abs()>2.0){
                break;
            }

        }

        if (i==ITERATIONS) {
            return 0x00000000;
        }
        else {
            return 0xFFFFFFFF;
        }

    }

    public static ComplexNumber convertToComplex(int x, int y){

        double real = startX + x*dx;
        double imaginary = 2 - y*dy;
        return new ComplexNumber(real, imaginary);

    }




    public static void main(String[] args) {

        MandelBrotSet mandy = new MandelBrotSet();
        mandy.render();

    }


}

运行完这段代码后，我得到了下图。看起来曼德尔布罗特的布景有一点模糊，但随后被一吨黑色遮住了。我做错了什么？

更新的解决方案如下。谢谢你的帮助。

Answer 1

图像的渲染比显示MandelBrotSet-Object需要更长的时间，并且之后不会更新。创建一个类型为MandelBrotSet的对象，然后立即调用它的呈现方法。在创建该对象的过程中，您将它放在一个立即显示的JFrame中。当帧显示时，渲染是不完整的，这就是为什么您的ImageBuffer尚未填充（构建mandelbrot-form需要更长时间）。

要解决此问题，可以重新绘制相关组件和框架。我对awt的重绘函数的理解还不足以告诉您如何正确地进行重绘（也许其他人可以提供帮助），但将此添加到渲染方法的末尾应该会有所帮助：

revalidate();
repaint();

可以省略重新验证或重新喷漆。

如果你用完成的图像更新你的问题，会很酷：）