optimisation de code fractale mandelbrot

**fifafou** · 26/02/2016, 18h35

Bonjour
Étant passionné par les fractales(notamment l'ensemble de Mandelbrot),j'ai créé un code qui permet de zoomer dessus et de sauvegarder des images de zoom.

Code :

Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part

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#include <SDL/SDL.h>
int pycode(int c_1,int c_2,int c_3)
{
    return c_3+c_2*256+c_1*256*256;
}
void definirPixel(SDL_Surface *surface, int x, int y, Uint32 pixel)
{
    int nbOctetsParPixel = surface->format->BytesPerPixel;
    Uint8 *p = (Uint8 *)surface->pixels + y * surface->pitch + x * nbOctetsParPixel;
    switch(nbOctetsParPixel)
    {
        case 1:
            *p = pixel;
            break;
        case 2:
            *(Uint16 *)p = pixel;
            break;
        case 3:
            if(SDL_BYTEORDER == SDL_BIG_ENDIAN)
            {
                p[0] = (pixel >> 16) & 0xff;
                p[1] = (pixel >> 8) & 0xff;
                p[2] = pixel & 0xff;
            }
            else
            {
                p[0] = pixel & 0xff;
                p[1] = (pixel >> 8) & 0xff;
                p[2] = (pixel >> 16) & 0xff;
            }
            break;
        case 4:
            *(Uint32 *)p = pixel;
            break;
    }
}
int main(int argc, char *argv[])
{
    int ri=250;
    int vi=0;
    int bi=0;
    int i;
    int couleur[150];
    for (i=0;i<25;i++)
    {
        couleur[i]=pycode(ri,vi,bi);
        vi+=10;
    }
    for (;i<50;i++)
    {
        couleur[i]=pycode(ri,vi,bi);
        ri-=10;
    }
    for (;i<75;i++)
    {
        couleur[i]=pycode(ri,vi,bi);
        bi+=10;
    }
    for (;i<100;i++)
    {
        couleur[i]=pycode(ri,vi,bi);
        vi-=10;
    }
    for (;i<125;i++)
    {
        couleur[i]=pycode(ri,vi,bi);
        ri+=10;
    }
    for (;i<150;i++)
    {
        couleur[i]=pycode(ri,vi,bi);
        bi-=10;
    }
    double xa=0,ya=0;
    SDL_Surface *ecran = NULL;
    SDL_Event event;
    int continuer = 1;
    int tempsPrecedent = 0, tempsActuel = 0;
    SDL_Init(SDL_INIT_VIDEO);
    ecran = SDL_SetVideoMode(600, 480, 32, SDL_HWSURFACE | SDL_DOUBLEBUF);
    SDL_WM_SetCaption("Mandelbrot", NULL);
    int iteration_max=150;
    double zoom=200;
    double eca=zoom/200;
    double x1 =-1.5/eca;
    double x2 =1.5/eca;
    double y1 =-1.2/eca;
    double y2 =1.2/eca;
    int image_x = (x2 - x1) * zoom;
    int image_y = (y2 - y1) * zoom;
    for(int x=0;x<image_x;x++)
    {
        for(int y=0;y<image_y;y++)
        {
            double c_r = x / zoom + x1;
            double c_i = y / zoom + y1;
            double z_r = 0;
            double z_i = 0;
            int i = 0;
            while(z_r*z_r + z_i*z_i <4 && i < iteration_max)
            {
                double tmp = z_r;
                z_r = z_r*z_r - z_i*z_i + c_r;
                z_i = 2*z_i*tmp + c_i;
                i++;
            }
            if (i < iteration_max)
                definirPixel(ecran,x,y,couleur[i%150]);
            else
                definirPixel(ecran,x,y,0);
        }
    }
    while (continuer)
    {
        SDL_WaitEvent(&event);
        switch(event.type)
        {
            case SDL_QUIT:
                continuer = 0;
                break;
            case SDL_KEYDOWN:
                switch (event.key.keysym.sym)
                {
                    case SDLK_u:
                        iteration_max+=50;
                        break;
                    case SDLK_t:
                        SDL_SaveBMP(ecran,"mandelbrot.bmp");
                        break;
                    case SDLK_RALT:
                        zoom/=1.5;
                        break;
                    case SDLK_r:
                        zoom=200;
                        break;
                    case SDLK_LEFT:
                        xa-=50/zoom;
                        break;
                    case SDLK_RIGHT:
                        xa+=50/zoom;
                        break;
                    case SDLK_UP:
                        ya-=50/zoom;
                        break;
                    case SDLK_DOWN:
                        ya+=50/zoom;
                        break;
                    case SDLK_SPACE:
                        zoom*=1.5;
                        break;
                    case SDLK_BACKSPACE:
                        iteration_max+=20;
                        break;
                    case SDLK_e:
                        iteration_max-=50;
                        break;
                }
                long double eca=zoom/200;
                long double x1 =xa-1.5/eca;
                long double x2 =xa+1.5/eca;
                long double y1 =ya-1.2/eca;
                long double y2 =ya+1.2/eca;
                int image_x = (x2 - x1) * zoom;
                int image_y = (y2 - y1) * zoom;
                for(int x=0;x<image_x;x++)
                {
                    for(int y=0;y<image_y;y++)
                    {
                        long double c_r = x / zoom + x1,c_i = y / zoom + y1,z_r = 0,z_i = 0;
                        int i = 0;
                        while(z_r*z_r + z_i*z_i <4 && i < iteration_max)
                        {
                            long double tmp = z_r;
                            z_r = z_r*z_r - z_i*z_i + c_r;
                            z_i = 2*z_i*tmp + c_i;
                            i++;
                        }
                        if (i < iteration_max)
                            definirPixel(ecran,x,y,couleur[i%150]);
                        else
                            definirPixel(ecran,x,y,0);
                    }
                }
        }
        SDL_Flip(ecran);
    }
    SDL_Quit();
    return EXIT_SUCCESS;
}

Il marche plutôt bien mais calculer cette fractale étant toujours assez lent,j'aimerais que l'on propose des optimisations ou des amélioration.
N’hésitez pas à poser des question dessus.

**droggo** · 26/02/2016, 21h40

Bonjour,

Envoyé par fifafou

Bonjour
Étant passionné par les fractales(notamment l'ensemble de Mandelbrot),j'ai créé un code qui permet de zoomer dessus et de sauvegarder des images de zoom.

Code :

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   while(z_r*z_r + z_i*z_i <4 && i < iteration_max)
            {
                double tmp = z_r;
                z_r = (z_r*z_r - z_i*z_i + c_r;
                z_i = 2*z_i*tmp + c_i;
                i++;
            }

Je n'ai pas épluché ton code, mais déjà là, tu as 2 fois les mêmes élévations au carré.

**jo_link_noir** · 26/02/2016, 22h34

C'est à vérifier, mais à mon avis, le switch dans definirPixel n'est pas optimiser par le compilateur. À chaque tour de boucle, il est évalué alors que la profondeur de couleur ne change pas. Mettre les boucles dans le switch plutôt que l'inverse, devrait faire une différence.

Pour éviter une duplication d'écriture, je verrais bien un proto template<SetPixFn> void mandelbrot(setPixFn set_px_fn);

Code :

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  case 1: mandelbrot([](Uint8 * p, Uint32 c) { *p = c; }); break;
  case 2: mandelbrot([](Uint8 * p, Uint32 c) { *reinterpret_cast<Uint16 *>(p) = pixel; }); break;
  etc

**fifafou** · 27/02/2016, 17h46

Envoyé par jo_link_noir

C'est à vérifier, mais à mon avis, le switch dans definirPixel n'est pas optimiser par le compilateur. À chaque tour de boucle, il est évalué alors que la profondeur de couleur ne change pas. Mettre les boucles dans le switch plutôt que l'inverse, devrait faire une différence.

Pour éviter une duplication d'écriture, je verrais bien un proto template<SetPixFn> void mandelbrot(setPixFn set_px_fn);

Code :

Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part

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  case 1: mandelbrot([](Uint8 * p, Uint32 c) { *p = c; }); break;
  case 2: mandelbrot([](Uint8 * p, Uint32 c) { *reinterpret_cast<Uint16 *>(p) = pixel; }); break;
  etc

A mon avis,la vitesse de l'affichage des pixels est négligeable.
la lenteur du programme se trouve surtout ici

Code :

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while(z_r*z_r + z_i*z_i <4 && i < iteration_max)
{
        long double tmp = z_r;
        z_r = z_r*z_r - z_i*z_i + c_r;
        z_i = 2*z_i*tmp + c_i;
        i++;
}

**LittleWhite** · 27/02/2016, 19h06

Bonjour,

Peut être regarder du côté du multithreading (OpenMP par exemple).

**bacelar** · 29/02/2016, 14h37

A mon avis,la vitesse de l'affichage des pixels est négligeable.
la lenteur du programme se trouve surtout ici

NE JAMAIS SORTIR CE GENRE DE CONNER.. SANS UN RAPPORT DE PROFILLING POTABLE.

En résumé, utilisez un profiler plutôt que votre doigt, même sortant de votre douche.