基于 GUI 的 Mandelbrot 分形图程序 (大家来讨论吧！)

RenLiujie

最近在学习 MATLAB 的纯 m 语言的 GUI 设计，于是做了这么一个东西练练手。
东西很简单，实现的功能就是绘制逐渐放大的 Mandelbrot 分形图。
想法来自于《用Python做科学计算》，下面连接中对 Mandelbrot 分形图的意义和算法进行了详细介绍
http://hyry.dip.jp:8000/pydoc/fractal_chaos.html#mandelbrot

程序主要实现，鼠标点击图上某一点，则重绘一个以该点为中心的 局部放大图。我就是用来学习 Figure, axes 两个句柄的一些参数，鼠标事件和进度条这三样东西，所以 一个按钮什么的都没有（惭愧）。
界面大概就这样，要不是菜单栏可以保存图像比较简单，连菜单栏我都想省略。
这玩意儿，闲来无事东点点西点点，看看分形之美数学之奇倒是很不错哈哈。



当然这个程序可以有很多很多很多改进的地方，不同的逃逸半径，不同的迭代次数，还有算法上的细节对图像的影响；不同的 Colormap，显示复数区域坐标，... 都可以用各种控件来实现。还可以改用鼠标框选来放大图像，反正可以修改的太多了，看来要随着我慢慢学习慢慢改了... ^_^

代码如下，虽然用 MATLAB 很长一段时间，对一般的代码很熟悉；但是对于 GUI 编程我还只是刚刚接触，肯定代码有很多不合适的地方。尤其是变量之间的传递应该用什么方法，是设置 global 变量还是用函数参数的形式传递，或者还有什么其它方法我比较困惑。希望哪位大神能给个指导吧~

系统：WIN7 旗舰版 32bit
MATLAB 版本：Version 7.1.0.246(R14) Service Pack 3

1. function Mandelbrot()
   
2. close all;clear all;clc;
   
3. % root 层面的 ---------------------------------------
   
4. scsze = get(0,'screensize'); % 可用 screensize 属性获得屏幕的大小, 只读
   
5. global FigureSize;
   
6. FigureSize = 600;
   
7. % ---------------------------------------
   
8. % 在屏幕正中创建一个窗口
   
9. position = [fix((scsze(3)-FigureSize)/2) fix((scsze(4)-FigureSize)/10) FigureSize FigureSize];
   
10. global h_fig0;
    
11. global h_fig0_axes1;
    
12. global IMG;
    
13. h_fig0 = figure('Position',position,... % 窗口位置
    
14.     'Resize','off',... % 不可变换大小
    
15.     'color',[1 1 1],... % 背景颜色
    
16.     'MenuBar','figure',... % 菜单栏, 'none' or 'figure'
    
17.     'toolBar','none',... % 工具栏，'none' or 'auto', MenuBar 为 'figure' 下有效
    
18.     'visible','on',... % 设置可见
    
19.     'NumberTitle','off',...% 标题上的 Figure X 的显示
    
20.     'Name','Plot of Mandelbrot Set'...% 标题的 Name
    
21.     );
    
22. position2 = [0 0 FigureSize FigureSize];
    
23. h_fig0_axes1_pos = [position2(1)/position(3),position2(2)/position(4),position2(3)/position(3),position2(4)/position(4) ];
    
24. h_fig0_axes1 = axes('Parent',h_fig0,...
    
25.     'Position',h_fig0_axes1_pos,...
    
26.     'FontName','times',...
    
27.     'FontAngle','italic',...
    
28.     'FontSize',14,...
    
29.     'XGrid','on',...
    
30.     'YGrid','on',...
    
31.     'XLimMode','manual',...
    
32.     'YLimMode','manual',...
    
33.     'XLim',[0,position2(3)],...
    
34.     'YLim',[0,position2(4)],...
    
35.     'visible','off');
    
36. % 一些关于 Mandelbrot 集合的参数以及初始化
    
37. global N; global M; global MAP; global R; global maxIter;
    
38. global cx; global cy; global dx; global dy;
    
39. initialize();
    
40. plotMandelbrot(M,N,maxIter,R,cx,cy,dx,dy);
    
41. set(h_fig0_axes1,'visible','on');
    
42. 
    
43. end
    
44. 
    
45. function IMG_click(src,event)
    
46.     global N; global M; global MAP; global R; global maxIter;
    
47.     global cx; global cy; global dx; global dy; global IMG;
    
48.     global h_fig0;
    
49.     global h_fig0_axes1;
    
50.     h_fig0_pos = get(h_fig0,'Position');
    
51.     h_fig0_axes1_pos = get(h_fig0_axes1,'Position');
    
52.     point = get(h_fig0_axes1,'currentPoint');
    
53.     current_x = point(1,1);
    
54.     current_y = N - point(1,2);
    
55.     cx = current_x/M*dx+cx-dx/2;
    
56.     cy = current_y/N*dy+cy-dy/2;
    
57.     dx = dx/5;
    
58.     dy = dy/5;
    
59.     plotMandelbrot(M,N,maxIter,R,cx,cy,dx,dy);
    
60.     set(IMG,'ButtonDownFcn', @IMG_click);
    
61. end
    
62. 
    
63. % 初始化变量
    
64. function initialize()
    
65.     global N; global M; global MAP; global R; global maxIter;
    
66.     global cx; global cy; global dx; global dy;
    
67.     global FigureSize;
    
68.     N = FigureSize; M = FigureSize;
    
69.     MAP = zeros(N,M,3,'single');
    
70.     R = 2;
    
71.     maxIter = 255;
    
72.     cx = -0.5;
    
73.     cy = 0;
    
74.     dx = 2.5;
    
75.     dy = dx;
    
76. end
    
77. 
    
78. % 绘制 Mandelbrot 分形图形
    
79. function plotMandelbrot(M,N,maxIter,R,cx,cy,dx,dy)
    
80.     global IMG;
    
81.     global MAP;
    
82.     global h_fig0_axes1;
    
83.     waitbar1 = waitbar(0);
    
84.     for ix = 1:M
    
85.         for iy = 1:N
    
86.             c = cx-dx/2+dx/M*ix + i*(cy+dy/2-dy/N*iy);
    
87.             z = 0;
    
88.             for iter = 1: maxIter
    
89.                 z = z*z + c;
    
90.                 x = real(z); y = imag(z);
    
91.                 if x^2+y^2 > R^2
    
92.                     break;
    
93.                 end
    
94.             % 一种平滑算法，用于当 Itermax 较小时候
    
95.             % z = z*z + c;z = z*z + c; iter = iter - log2(log2(abs(z)));
    
96.             end
    
97.             iter = floor(iter)+1;
    
98.             MAP(iy,ix,:) = iter/maxIter;
    
99.         end
    
100.         if M/ix-floor(M/ix)==0 && M/ix < 10;
     
101.             waitbar(2*ix/M-0.1,waitbar1)
     
102.         end
     
103.     end
     
104.     delete(waitbar1);
     
105.     IMG = imshow(MAP(:,:,1));colormap('HSV');
     
106.     % 鼠标图形响应事件
     
107.     set(IMG,'ButtonDownFcn', @IMG_click);
     
108. end

复制代码

xujianli

Good job.Mark.

nwcwww

我的机器上运行通过了，程序写的不错。

一点小建议：从编程习惯来讲，需要在函数间传递变量的时候建议使用guidata而不是global。
当然如果把GUI写成object oriented, 通过class -> properties来定义变量则更好。

RenLiujie

nwcwww 发表于 2013-5-3 22:26
我的机器上运行通过了，程序写的不错。

一点小建议：从编程习惯来讲，需要在函数间传递变量的时候建议使用 ...

谢谢。
写 gui 还是刚开始上手，您的建议很有帮助~