我正在编写一个 C++ Mandelbrot 生成器，但我需要使用 HSV

Question

我从黑色

cv::Mat

图像开始，但我想向其中添加 HSV。我怎样才能实现这个目标？？

int RE_START = -2;
int RE_END = 1;
int IM_START = -1;
int IM_END = 1;

int MAX_ITER = 80;

int mandelbrot(std::complex<double> c){
    std::complex<double> z{0,0};
    int n = 0;
    while (abs(z) <= 2 && n < MAX_ITER){
        z = z*z + c;
        n += 1;
    }   
    return n;
}
int m;
int main()
{
    //! [mandelbrot-transformation]
    Mat mandelbrotImg(width, height,CV_8UC3, cv::Scalar(0, 0, 0));
    Mat mandelHSV(width, height,COLOR_BGR2HSV);
    float wid = (float)width;
    float hei = (float)height;
    int count = 0;
    for (int x=0; x < width; x++){
        for (int y=0; y<height; y++){
            
            std::complex<double> c( RE_START + (x / wid) * (RE_END - RE_START),
                    IM_START + (y / hei) * (IM_END - IM_START));

            m = mandelbrot(c);
            
            double hue = (255 * m / (float)MAX_ITER);
            double saturation = 255.0;
            double value;
            if (m < MAX_ITER) {
                value = 255;
            }else {
               value = 0;
            }
            mandelbrotImg.at<cv::Vec3b>(x,y) = ((uchar)hue, (uchar)saturation, (uchar)value);
            
            count++;
            
        }
    }
    cv::cvtColor(mandelbrotImg, mandelbrotImg, COLOR_BGR2HSV);
    imwrite("../img/mandle.png", mandelbrotImg);
    
    }
    
};

这就是我目前所拥有的！ 我不知道是否需要转换它或在像素位置分配 HSV 值。

• 我添加了浮点除法
• 我已将norm(z) 添加到mandelbrot 中

现在的图像输出是：

预期输出：

Answer 1

您的原始代码中有很多问题，并且您当前的代码中仍然存在不少问题。

举几个例子：

1. cv::Mat

   构造函数首先需要高度，然后是宽度。

2. cv::Mat::at

   方法首先需要 y 坐标，然后是 x。
3. 最终的颜色转换应该是

   COLOR_HSV2BGR

   不是

   COLOR_BGR2HSV

   。

4. mandelbrot

   应该更好地通过

   const&

   接受参数 避免复制（效率问题）。
5. 不要检查

   abs(z) <= 2

   ，最好使用

   norm(z) <= 4

   ，因为它可以避免计算 sqrt（效率问题）。
6. 由于您的主要计算在

   double

   中，因此我将所有

   float

   交换为

   double

   。
7. 构建时无需将

   cv::Mat

   初始化为零值，因为稍后我们无论如何都会填充所有像素值。

参见修复版本：

#include <opencv2/core/core.hpp>
#include <opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include <opencv2/imgproc/imgproc.hpp>
#include <complex>


static const int RE_START = -2;
static const int RE_END = 1;
static const int IM_START = -1;
static const int IM_END = 1;
static const int MAX_ITER = 80;


int mandelbrot(std::complex<double> const & c) 
{
    std::complex<double> z{ 0,0 };
    int n = 0;
    while (std::norm(z) <= 4 && n < MAX_ITER) 
    {
        z = z*z + c;
        n += 1;
    }
    return n;
}


int main()
{
    int width = 960;
    int height = 640;

    cv::Mat mandelbrotImg(height, width, CV_8UC3);
    double wid = (double)width;
    double hei = (double)height;
    double reWidth = RE_END - RE_START;
    double imWidth = IM_END - IM_START;
    for (int x = 0; x < width; x++) 
    {
        for (int y = 0; y < height; y++) 
        {
            std::complex<double> c(RE_START + (x / wid) * reWidth, IM_START + (y / hei) * imWidth);
            int m = mandelbrot(c);

            double hue = (255 * m / (float)MAX_ITER);
            double saturation = 255.0;
            double value = (m < MAX_ITER) ? 255.0 : 0;

            mandelbrotImg.at<cv::Vec3b>(y, x) = cv::Vec3b((uchar)hue, (uchar)saturation, (uchar)value);
        }
    }
    cv::cvtColor(mandelbrotImg, mandelbrotImg, cv::COLOR_HSV2BGR);
    cv::imwrite("../img/mandle.png", mandelbrotImg);
}

输出：