计算机编程相关论文例文,与结合java技术的分形图像生成技术的相关论文范文

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摘要；分形理论主要研究的是自然界和非线性系统当中的一些不规则和不光滑的几何形体,是一门交叉性很强的学科.本文首先介绍了常见分形图像生成方法,主要是对L系统和Koch曲线生成方法进行了研究,最终提出了基于java计算机编程语言来实现L系统和Koch曲线的方法.

【关键词】分形图像java

1引言

20世纪70年代,BenoitB.Mandelbrot创立分形几何学,人们开始广泛的重视对于

计算机编程相关论文例文分形的研究,特别是在图形图像学领域.对于分形的研究即具有深刻的理论意义,同时又有很大的实用价值.

2分形图像生成方法

分形在几何学上体现为不规则的、破碎的、自相似的.分形的破碎性指的是它是由多个或者无数个相互独立的部分组合在一起；不规则性指的是它不是使用基本的点、线、多边形等传统的几何基本图形来表示的；自相似是指在越来越小的尺度上能够表现出和整体有点相似的细节状况.

2.1L系统

L系统是在1968年由美国生物学家AristidLindenmayer提出的Lindenmayer系统,其后L系统被引入到了计算机图形学当中,增强了计算机模拟景物的真实感.

斐波那契数列是L系统的数学模型.可以由Fn+2等于Fn+1+Fn关系是表示.它是一种形式语言,字符串生成算法是其中心内容.第一个字符串是既定的字符,我们称为公理或者初始元,然后,初始元中的每个字符用一个从产生规则中取出的字符串来代替,这样逐步替代下去,产生最终结果重复规定的次数.L系统分为确定L系统和随机L系统这两种,当生成元当中的前驱对应仅有的一个后继时,这个系统就是确定L系统,否则,则是随机L系统.

2.2Koch分形曲线

Koch曲线是早起被描述的一种数学分形曲线,其分形思想简单,可以说是最简单的分形曲线.其思想是：用一个等边三角形代替一条线段中间的三分之一部分,得到一个具有5个节点的简单图形.在这个图形当中,对于每个直线段,继续重复上述操作,如此进行下去,会得到类似雪花状的图案.

Koch曲线的特征是在一个有限的区域面积内的曲线是无限长的,同时该曲线上的点无处可微,也就是说,曲线上的任意两点无论是如何的相互靠近,他们之间总是间隔着一个无限长度的Koch曲线.

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3结合java技术的分形图像生成系统实现

分形图形的程序可以基于C++、java、Matlab等计算机编程语言,java是一门面向对象的、分布式、可移植性强、动态的计算机程序语言.其卓越的性能致使它在很多的领域获得了广泛的应用.使用JavaApplet处理分形理论当中的L系统和Koch曲线,能够完成对图形的绘制、控制字体的颜色、插入动画声音等操作,同时由于java语言的可移植性,跨平台问题也得以解决.

3.1L系统的实现

L系统侧重于表达拓扑植物的结构,用一些抽象的规则来描述植物的生长规律和植物的形态.具有定义简洁、容易实现、结构简单等特点.程序中采用“递归调用”实现形式,这种计算机生成分形图像的算法叫做迭代算法.基于Java算法的L系统分形图像关键在于生成字符串,因为字符串当中的变量很多,对于具不同的参数设置,形成的植物的形状也是不同的.采用Java算法树枝分形图像参数设置以及所形成的的树枝分形图像如下图所示：

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3.2Koch曲线的实现

从图中可以看到,Koch曲线有很多的这点,而且这些折点出都是不可微的,也就是说在这些点地方是没有任何切线的.同时Koch曲线和三分康托集在很多方面的性质都是相似的,它在任何的尺度下所具有的不规则性质反映出了Koch曲线的精细的结构.如果将上图当中的线段换成一个三角形,继续按照上述的规则进行无限的迭代的话,就可以得到雪花的形状,因此我们也称作为Koch雪花.

4结论

分形图像是分形理论和计算机图像处理相互结合的产物,在日常生活当中有着广泛的应用.分形图像生成可以在很少数据的基础上,表达出一些传统几何无法表述的形态,而且还能够生成一个虚拟的图形世界.采用Java技术的分形图像生成技术,由于其很好的移植性,可以很好的解决跨平台这个问题.

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