ラングトンのアリ

2014年11月17日 (月) 03:11時点における版

• アリは以下の規則に従って移動する。
  • 黒いマスにアリがいた場合、90°右に方向転換し、そのマスの色を反転させ、1マス前進する。
  • 白いマスにアリがいた場合、90°左に方向転換し、そのマスの色を反転させ、1マス前進する。

• ofImageを使って、アリの動いた軌跡と現在位置を描画している。
  • ofImageのマニュアル http://www.openframeworks.cc/documentation/graphics/ofImage.html
  • アリの現在位置の色はアリごとに異なる色を設定
  • アリの軌跡の色は1色に設定

ofApp.h

#pragma once

#include "ofMain.h"

class Ant {
public:
	int row;
	int col;
	ofColor bcolor;
	int dir;
};

class ofApp : public ofBaseApp{

public:
	void setup();
	void update();
	void draw();

	void keyPressed(int key);
	void keyReleased(int key);
	void mouseMoved(int x, int y );
	void mouseDragged(int x, int y, int button);
	void mousePressed(int x, int y, int button);
	void mouseReleased(int x, int y, int button);
	void windowResized(int w, int h);
	void dragEvent(ofDragInfo dragInfo);
	void gotMessage(ofMessage msg);

	static const int FIELD_RATE = 4;
	static const int DRAW_RATE = 10;

	static const int WIDTH = 1024 / FIELD_RATE;
	static const int HEIGHT = 768 / FIELD_RATE;
	int field[WIDTH][HEIGHT];

	static const int ANTS_NUM = 3;
	Ant ants[ANTS_NUM];

	ofImage myImage;
	unsigned char * pixels;
};

ofApp.cpp

#include "ofApp.h"

//--------------------------------------------------------------
void ofApp::setup(){
	ofBackground(0, 0, 0);
	ofSetFrameRate(30);

	myImage.allocate(WIDTH, HEIGHT, OF_IMAGE_GRAYSCALE);
	pixels = myImage.getPixels();
	for (int i = 0; i < WIDTH * HEIGHT; i++) {
		pixels[i] = 0;
	}
	for (int i = 0; i < WIDTH; i++) {
		for (int j = 0; j < HEIGHT; j++) {
			field[i][j] = 0;
		}
	}
	myImage.update();

	for (int i = 0; i < ANTS_NUM; i++) {
		ants[i].row = int(ofRandom(WIDTH));
		ants[i].col = int(ofRandom(HEIGHT));
		ants[i].bcolor = ofColor(ofRandom(200,255), ofRandom(0,255), ofRandom(0,200), 255);
		ants[i].dir = i % 4;
	}
}

//--------------------------------------------------------------
void ofApp::update(){
	for (int i = 0; i < ANTS_NUM; i++) { //アリの個体
		for(int j = 0; j < DRAW_RATE; j++){ // 描画間隔
			if(field[ants[i].row][ants[i].col] == 1){ //fieldに色があるとき
				ants[i].dir = ( ants[i].dir + 1 ) % 4; 
				field[ants[i].row][ants[i].col] = 0;
				pixels[ants[i].col * WIDTH + ants[i].row] = 0;
			} else { //fieldに色がないとき
				ants[i].dir = ( ants[i].dir + 3 ) % 4;
				field[ants[i].row][ants[i].col] = 1;
				pixels[ants[i].col * WIDTH + ants[i].row] = 255;
			}

			switch(ants[i].dir)
			{
			case 0:  // 東（X軸の正)へ進む
				ants[i].row += 1;
				break;
			case 1:  // 南（Y軸の正)へ進む
				ants[i].col += 1;
				break;
			case 2:  // 西（X軸の負)へ進む
				ants[i].row -= 1;
				break;
			case 3:  // 北（Y軸の負)へ進む
				ants[i].col -= 1;
				break;
			}
			ants[i].row = (ants[i].row + WIDTH) % WIDTH; // X方向境界処理
			ants[i].col = (ants[i].col + HEIGHT) % HEIGHT; // Y方向境界処理
		}
	}
	myImage.update();
}

//--------------------------------------------------------------
void ofApp::draw(){
	ofSetColor(0, 0, 255);
	myImage.draw(0, 0, WIDTH * FIELD_RATE, HEIGHT * FIELD_RATE); // fieldの描画
	for (int i = 0; i < ANTS_NUM; i++) { // antの描画
		ofSetColor(ants[i].bcolor);
		ofRect(ants[i].row * FIELD_RATE, ants[i].col * FIELD_RATE, FIELD_RATE, FIELD_RATE);
	}
}

アリごとに異なる軌跡色を設定

• Antくらすのプロパティに 歩いた軌跡の色である tcolorを設定
• ofImageをOF_IMAGE_COLORに設定する。
  • myImageは　RGBの3プレーンで構成される。

Antクラス

class Ant {
public:
	int row;
	int col;
	ofColor bcolor; // antの現在位置の色
	ofColor tcolor;  // antの軌跡の色
	int dir;

};

ofApp.cpp

• アリは、色のないフィールドにいると、自分の軌跡色をmyImageにセルに設定する。

//--------------------------------------------------------------
void ofApp::setup(){
	ofBackground(0, 0, 0);
	ofSetFrameRate(30);

	myImage.allocate(WIDTH, HEIGHT, OF_IMAGE_COLOR); //ofImageをカラーモードで割当
	pixels = myImage.getPixels();
	for (int i = 0; i < WIDTH * HEIGHT * 3 ; i++) { //RGB 3 planeのピクセル
		pixels[i] = 0;
	}
	for (int i = 0; i < WIDTH; i++) {
		for (int j = 0; j < HEIGHT; j++) {
			field[i][j] = 1;
		}
	}
	myImage.update();

	for (int i = 0; i < ANTS_NUM; i++) {
		ants[i].row = int(ofRandom(WIDTH));
		ants[i].col = int(ofRandom(HEIGHT));
		ants[i].bcolor = ofColor(ofRandom(0, 255), ofRandom(0, 255), ofRandom(0, 255) );
		ants[i].tcolor = ofColor(ofRandom(0, 255) , ofRandom(0, 255) , ofRandom(0, 255) );
		ants[i].dir = i % 4;
	}
}

//--------------------------------------------------------------
void ofApp::update(){
	for (int i = 0; i < ANTS_NUM; i++) { //アリの個体
		for(int j = 0; j < DRAW_RATE; j++){ // 描画間隔
			if(field[ants[i].row][ants[i].col] == 1){ //fieldに色があるとき
				ants[i].dir = ( ants[i].dir + 1 ) % 4; 
				field[ants[i].row][ants[i].col] = 0;
				pixels[ants[i].col * 3 * WIDTH + ants[i].row * 3] = 0; // R値
				pixels[ants[i].col * 3 * WIDTH + ants[i].row * 3 + 1] = 0; // G値
				pixels[ants[i].col * 3 * WIDTH + ants[i].row * 3 + 2] = 0; // B値
			} else { //fieldに色がないとき
				ants[i].dir = ( ants[i].dir + 3 ) % 4;
				field[ants[i].row][ants[i].col] = 1;
				pixels[ants[i].col * 3 * WIDTH + ants[i].row * 3] = ants[i].tcolor.r; // R値
				pixels[ants[i].col * 3 * WIDTH + ants[i].row * 3 + 1] = ants[i].tcolor.g; // G値
				pixels[ants[i].col * 3 * WIDTH + ants[i].row * 3 + 2] = ants[i].tcolor.b; // B値
			}
			switch(ants[i].dir)
			{
			case 0:  // 東（X軸の正)へ進む
				ants[i].row += 1;
				break;
			case 1:  // 南（Y軸の正)へ進む
				ants[i].col += 1;
				break;
			case 2:  // 西（X軸の負)へ進む
				ants[i].row -= 1;
				break;
			case 3:  // 北（Y軸の負)へ進む
				ants[i].col -= 1;
				break;
			}
			ants[i].row = (ants[i].row + WIDTH) % WIDTH; // X方向境界処理
			ants[i].col = (ants[i].col + HEIGHT) % HEIGHT; // Y方向境界処理
		}
	}
	myImage.update();
}

//--------------------------------------------------------------
void ofApp::draw(){
	ofSetColor(255, 255, 255); // 描画色をリセット
	ofSetRectMode(OF_RECTMODE_CORNER);
	myImage.draw(0, 0, WIDTH * FIELD_RATE, HEIGHT * FIELD_RATE); // fieldの描画
	ofSetRectMode(OF_RECTMODE_CENTER);
	for (int i = 0; i < ANTS_NUM; i++) {// antの描画
		ofSetColor(ants[i].bcolor);
		ofRect(ants[i].row * FIELD_RATE, ants[i].col * FIELD_RATE, FIELD_RATE, FIELD_RATE);
	}
}

参考

生命情報アート論