Prírodou inšpirované algoritmy

študijné materiály pre projekt mobilnej triedy umelej inteligencie

Späť ku kurzom triedy
Obsah
Úvod
Bezkontextové L-systémy
Interpretácia
Príklady L-Systémov
Ručné farbenie L-Systémov
Stochastické L-systémy
Príklady
Stochastické
Kontextové
Parametrické
Vkladanie objektov
3D grafika
Využitie L-systémov pri modelovaní vývinu rastlín
Software
Literatúra



Ostatné kapitoly
Lindenmayerove systémy
Modelovanie ekosystémov
Dawkinsove biomorfy
Reakčno-difúzne modely
Difúzne ohraničené zhlukovanie
Voronoiove diagramy
Časticové systémy
Fibbonaciho čísla a zlatý rez


Tutoriály
 Celulárne automaty
 Morfogenéza
 Simulátory
 Evolučné algoritmy
 Chaos
 Roboty
 Rôzne


Software

Dos / Windows :

Lparser

Tento program bol vytvorený pre systém MS-DOS. Autorom je Laurens J. Lapre. Program je parser, teda analyzuje vstupný súbor a vytvorí výstupný súbor podľa zadaných parametrov. Vstupom je popis L-systému vo formáte ako v (Prusinkiewicz & Lindenmayer,1990). Výstupom je súbor v jednom z podporovaných výstupných formátov : POV, DXF, BLB, VRML. Najjednoduchší spôsob práce s programom je použitie preddefinovaných jednoduchých skriptov. Go.bat spustí parser a následne aj prezerač so zadaným L-systémom.
Súčasťou distribúcie je množstvo príkladov v súboroch *.ls , ako aj pomocné programy Lviever a Lv2povid.

Program Lviewer je určený na priame prezeranie objektov vytvorených analýzou l-systémov. V prípade, že programu Lparser nezadáme typ výstupného formátu, vytvorí len súbor output.vol , ktorý môžeme rovno prezerať pomocou programu Lviewer. Lviewer zobrazuje objekt trojrozmerne a zároveň aj jednotlivé priemety do rovín x, y a z.

L2povid je pomocný program na spracovanie výstupu pre program POVray. Vytvorí popis scény a zahrnie do nej POV objekty vytvorené programom Lparser. V programe Lviewer natočíme objekt do požadovanej polohy a Lv2povid ho skonvertuje do súborov .pov a .inc pre program POVray.

Lparser je schopný spracovať aj popisy parametrických L-systémov. Obrázky ukazujú ako vznikne obrázok Airhorse spojením niekoľkých častí :


Lparser umožňuje použiť počas tvorby objektu aj mutáciu. Z jedného opisu L-systému je potom schopný náhodným mutovaním vytvoriť rôzne objekty.

Na generovanie mutácií slúži jednoduchý skript mutate.bat, ktorému ako parameter zadáme meno súboru s popisom L-systému.

Nasledujúce obrázky vznikli mutáciou z jedného popisu :




Obrázky vytvorené pomocou programu Lparser a POVray môžete vidieť v galérii.

LSysEdit

Program na manipuláciu a kreslenie L-systémov. Lsysedit bol vytvorený pre operačný systém Windows. Má jednoduchý grafický interface, kde môžeme nastavovať parametre L-systému.

Súčasťou programu sú aj príklady L-systémov.

Lsysedit má bohužiaľ iba úplne jednoduchý grafický výstup.

LSysMaker

Program na generovanie reťazcov a kreslenie L-systémov vytvorený Jozefom Chválom. LSysMaker bol vytvorený pre operačný systém Windows 95/98/NT. Súčasťou programu sú aj príklady L-systémov.

UNIX :

CPFG 2.7

Software bol vytvorený Przemyslawom Prusinkiewiczom a jeho študentami na univerzitách v Regine and Calgary. Je to vylepšená verzia L-systémov opísaných v knihe The Algorithmic Beauty of Plants. Program beží na pracovných staniciach Silicon Graphics. Je distribuovný s detailným užívateľským manuálom a s vzorovými modelmi. Súčasná distribúcia zahŕňa Virtuálne Laboratórium, ktoré uľahčuje experimentovanie s modelmi; panel, program ktorý vytvára a zobrazuje ovládacie panely na interaktívnu manipuláciu parametrov modelu; a ise, interaktívny editor povrchu. Software je dostupný zo stránky Virtual Laboratory.

Graphtal

Program napísal Christoph Streit v C++ a realizuje simulácie parametrických DOL-systémov. Podporuje aj tabuľkové L-systémy a stochastické aplikácie produkcií. Je založený na popise L-systémov v The Algorithmic Beauty of Plants, ale nie je priamou implementáciou tu prezentovaných L-systémov. Program podporuje animácie a niekoľko výstupných formátov zahrňujúc X11 display, ppm a Rayshade. Software je dostupný cez ftp Zdrojový kód je v súbore graphtal-1.0.tar.Z.

LSYS

Software napísal Jon Leech v C++ podľa popisu L-systémov v knihe The Algorithmic Beauty of Plants. Používa dátové súbory na popis L-systémov a ovláda sa z príkazového riadku. Obrazový výstup je vo formáte PostScript. Je schopný simulovať všetky príklady z knihy The Algorithmic Beauty of Plants až po kapitolu 5. Software je freeware a je dostupný cez ftp. Zdrojový kód je v súbore lsys.tar.Z.

lsdraw

Program podporuje prácu so základnými verziami L-systémov ako aj so stochastickými, zátvorkovými a parametrickými L-systémami. Lsdraw je predovšetkým určený na generovanie rastlín, ale môžeme ho použiť aj na generovanie geometrických obrazcov, fraktálnych útvarov a kriviek. Program využíva prostriedky knižnice Iris Inventor v prostredí počítačov Silicon Graphics. Vytvára 3D objekty, s ktorými je možné ďalej manipulovať a vytvárať animácie.

Nasledujúce obrázky sú príklady výstupu s programu lsdraw :


Macintosh :

L-system

Program je úplnou implementáciou 0L, (1,1)L, a stochastických systémov. Autorom je Paul Bourke. Má dobrý užívateľský interface, a rôzne štandardné nástroje Macintosha, ako sú print, copy/paste, atď. Obsahuje veľa príkladov rastlín.

Súbor má názov Lsystem.sit.hqx. Existuje aj 3D verzia programu - 3dlsystem.sea.hqx. Obidve verzie sú shareware, obsahujú manuály vo formáte MSWord a sú dostupné cez ftp.

L - systems

Program je výsledkom práce Bryana Horlinga. Je implementáciou 0L-systémov z 2D korytnačou grafickou interpretáciou. Je dostupný z Bryanovej WWW stránky.

PFG 2D 3.0

Generátor rastlín a fraktálov, napísaný Przemyslawom Prusinkiewiczom (spoluautormi sú Mark Haidl a Valerio Franceschin). Je to jednoduchá aplikácia na tvorbu farebných 2D obrázkov z popisov L-systémov. Program je dostupný cez ftp z Univerzity v Calgary. Meno súboru je pfg.3.0.sit.hqx - a StuffIt archív, ktorý bol BinHex-ovaný. Zdrojový kód v C je priložený, ako aj vzorové dátové súbory a detailný manuál. Produkt je freeware.

Hore
Kontakt: Marek Bundzel