Mathesis Wiki

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Was wir geschafft haben:

- man kann das Programm anhalten und dann wieder fortführen - man kann Zellzustände per Mausklick/Mausbewegung verändern - der zeitkritischste Schritt ist nun um 4 Größenordnungen schneller, durch boolsche abfragen

Umgeschmissene Hürden entlang des heutigen Marathons:

- Einlesen in Events (in Matplotlib) z.B. mit Leertaste stoppen - Einsamkeit ohne Mazal und Leroy und die einhergehende Teaminstabilität - allen Fortschritt der heutigen Session zu handlen, das übermotivierte Team zu koordinieren und jeden an allem Fortschritt teilhaben lassen

Ziele/Ideen fürs nächste Mal:

- Nebenplots mit statistiken zu Alter/Anzahl der Zellen o.Ä. - Code ein wenig durchkämmen (mancherorts wurde heute schlampig gecodet)

Aktuelle GOL Datei:

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Thu Jan 30 15:06:55 2020

@author: HP
"""

import random
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from PIL import Image
from math import floor, ceil
import time

# Größe der Matrix
# Die Matrix wird zufällig mit Nullen und Einsen gefüllt


def Tripleeinheitsmatrix(zeilen,spalten):
    tem = np.zeros ((zeilen,spalten))
    for i in range(0, zeilen):
        for j in range(0, spalten):
            if i==j:
                tem[(i,j)] = 1
            else:
                tem[(i,j)] = 0
                
    for i in range(0, zeilen):
        for j in range(0, spalten):
            if i==(j+1):
                tem[(i,j)] = 1
    for i in range(0, zeilen):
        for j in range(0, spalten):
            if j==(i+1):
                tem[(i,j)] = 1
                
    tem[0,tem.shape[1]-1] = 1
    tem[tem.shape[1]-1,0] = 1
           
    return tem
                

def BerechneAnzahlNachbarn(zustand):
    z = np.dot(tem, zustand)       
    k = np.dot(z, tem)
    anzahlNachbarn = k - zustand
        
    return anzahlNachbarn


def BerechneNeuenZustand(zustand, anzahlNachbarn):
    #Ursprungszelle Tod + genau 3 lebende Nachbarn = lebend
    #Ursprungszelle Lebend + genau 1 lebenden Nachbarn = tot
    #Ursprungszelle Lebend + 2 o. 3 Nachbarn = lebend
    #Ursprungszelle lebend + 4 oder mehr Nachbarn = tot
    
    #for i in range(0, zeilen):
    #    for j in range(0, spalten):
    #        if zustand[(i,j)] == 1 and (anzahlNachbarn[(i,j)] in range(2) or anzahlNachbarn[(i,j)] in range(4,9)):
    #            zustand[(i,j)]=0
    #        elif zustand[(i,j)] == 0 and anzahlNachbarn[(i,j)]==3:
    #            zustand[(i,j)]=1

    zustand = (anzahlNachbarn == 3) + ((anzahlNachbarn == 2) * zustand)

    return zustand

def Schritt():
    global zustand, cmap

    start_time = time.time()
    anzahlNachbarn = BerechneAnzahlNachbarn(zustand)
    print('Berechne Nachbarn:', time.time() - start_time)
    
    start_time = time.time()
    zustand = BerechneNeuenZustand(zustand, anzahlNachbarn)
    print('Berechne neuen Zustand:', time.time() - start_time)
    cmap = cmap * zustand + zustand

    return zustand
                
def Wiederhole(t):
    for i in range(t):
        Schritt()

def MachQuadrat(pixel):
    breite = pixel.shape[0]
    hoehe = pixel.shape[1]
    size = max(breite, hoehe)

    links = floor((size - breite) / 2)
    rechts = ceil((size - breite) / 2)
    oben = floor((size - hoehe) / 2)
    unten = ceil((size - hoehe) / 2)

    pad_width = ((links, rechts), (oben, unten))
    pixel = np.pad(pixel, pad_width, mode='constant', constant_values=0)
    return pixel

#t= int(input('Gib die Zeitschritte ein: '))
def Initialisiere():
    global zustand, tem, zeilen, spalten, cmap

    modus =  int(input('Gib den Modus 1, 2, 3 oder 4 ein:  '))

    if modus==1 or modus==2:
        spalten = zeilen = int(input('Gib die Anzahl der Zeilen/Spalten ein: '))

    #zustand = np.zeros
    if modus==1:
        zustand = np.round(np.random.random((zeilen,spalten))).astype(int)
    
    elif modus==2:
        zustand=np.zeros((zeilen,spalten))
        for i in range(0,zeilen):
            for j in range (0,spalten):
                if j%2==0:
                    zustand[(i,j)]=0
                else:
                    zustand[(i,j)]=1
    
        if zustand[(int(zeilen/2),int(spalten/2))]==0:
            zustand[(int(zeilen/2),int(spalten/2))]=1
            zustand[(int((zeilen/2)+1),int(spalten/2))]=1
            
        else:
            zustand[(int(zeilen/2),int(spalten/2))]=0
            zustand[(int((zeilen/2)+1),int(spalten/2))]=0
    
    elif modus==3:
        DateiName = input('was willste oeffnen? ')
        Datei = open(DateiName)
    
        DateiAlsListe = []
        for line in Datei:
            DateiAlsListe.append([int(c) for c in list(line.rstrip())])
        DateiAlsMatrix = np.array(DateiAlsListe)
        
        zustand = MachQuadrat(DateiAlsMatrix)
        zeilen = spalten = zustand.shape[0]
        
    elif modus==4:
        dateiname = input('Gib den Bildpfad ein: ')
        bild = Image.open(dateiname)
        bild = bild.convert('1')
        bild.thumbnail((500,500))

        pixel = np.array(bild)

        zustand = MachQuadrat(pixel)
        zeilen = spalten = zustand.shape[0]

    tem = Tripleeinheitsmatrix(zeilen, spalten)
    cmap = zustand
#Wiederholungen(t)

Ausführungsdatei:

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Thu Jan 30 15:07:26 2020

@author: HP
"""

import GameOfLifeaktuell as gol
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt
from matplotlib import animation

colormaps = ['Accent', 'Accent_r', 'Blues', 'Blues_r', 'BrBG', 'BrBG_r', 'BuGn', 'BuGn_r', 'BuPu', 'BuPu_r', 'CMRmap', 'CMRmap_r', 'Dark2', 'Dark2_r', 'GnBu', 'GnBu_r', 'Greens', 'Greens_r', 'Greys', 'Greys_r', 'OrRd', 'OrRd_r', 'Oranges', 'Oranges_r', 'PRGn', 'PRGn_r', 'Paired', 'Paired_r', 'Pastel1', 'Pastel1_r', 'Pastel2', 'Pastel2_r', 'PiYG', 'PiYG_r', 'PuBu', 'PuBuGn', 'PuBuGn_r', 'PuBu_r', 'PuOr', 'PuOr_r', 'PuRd', 'PuRd_r', 'Purples', 'Purples_r', 'RdBu', 'RdBu_r', 'RdGy', 'RdGy_r', 'RdPu', 'RdPu_r', 'RdYlBu', 'RdYlBu_r', 'RdYlGn', 'RdYlGn_r', 'Reds', 'Reds_r', 'Set1', 'Set1_r', 'Set2', 'Set2_r', 'Set3', 'Set3_r', 'Spectral', 'Spectral_r', 'Wistia', 'Wistia_r', 'YlGn', 'YlGnBu', 'YlGnBu_r', 'YlGn_r', 'YlOrBr', 'YlOrBr_r', 'YlOrRd', 'YlOrRd_r', 'afmhot', 'afmhot_r', 'autumn', 'autumn_r', 'binary', 'binary_r', 'bone', 'bone_r', 'brg', 'brg_r', 'bwr', 'bwr_r', 'cividis', 'cividis_r', 'cool', 'cool_r', 'coolwarm', 'coolwarm_r', 'copper', 'copper_r', 'cubehelix', 'cubehelix_r', 'flag', 'flag_r', 'gist_earth', 'gist_earth_r', 'gist_gray', 'gist_gray_r', 'gist_heat', 'gist_heat_r', 'gist_ncar', 'gist_ncar_r', 'gist_rainbow', 'gist_rainbow_r', 'gist_stern', 'gist_stern_r', 'gist_yarg', 'gist_yarg_r', 'gnuplot', 'gnuplot2', 'gnuplot2_r', 'gnuplot_r', 'gray', 'gray_r', 'hot', 'hot_r', 'hsv', 'hsv_r', 'inferno', 'inferno_r', 'jet', 'jet_r', 'magma', 'magma_r', 'nipy_spectral', 'nipy_spectral_r', 'ocean', 'ocean_r', 'pink', 'pink_r', 'plasma', 'plasma_r', 'prism', 'prism_r', 'rainbow', 'rainbow_r', 'seismic', 'seismic_r', 'spring', 'spring_r', 'summer', 'summer_r', 'tab10', 'tab10_r', 'tab20', 'tab20_r', 'tab20b', 'tab20b_r', 'tab20c', 'tab20c_r', 'terrain', 'terrain_r', 'twilight', 'twilight_r', 'twilight_shifted', 'twilight_shifted_r', 'viridis', 'viridis_r', 'winter', 'winter_r']

def animate(e):
    im.set_array(np.ones(gol.cmap.shape) - np.power(0.5, gol.cmap))
    #im.set_array( np.power(0.5, gol.cmap))
    #im.set_array(gol.cmap * 0.1)
    #print(gol.cmap)
    gol.Schritt()
    return im,

gol.Initialisiere()

#fig = plt.figure(figsize=(1920,1080), dpi=1, frameon=False)
fig = plt.figure()


anim_running = True
#fig position ändern
def onPress(event):
    global anim_running    
    if event.key==' ':
        if anim_running:
            anim.event_source.stop()
            anim_running = False
        else:
            anim.event_source.start()
            anim_running = True

zustand_neu = None
cmap_neu = None
def onClick(event):
    global zustand_neu, cmap_neu
    if event.button == 1:
        anim.event_source.stop()
        zustand_neu = np.copy(gol.zustand)
        cmap_neu = np.copy(gol.cmap)
        if event.xdata != None and event.ydata != None:
            pos_x = int(np.round(event.xdata))
            pos_y = int(np.round(event.ydata))
            if pos_x >= 0 and pos_y >= 0 and pos_x < gol.zustand.shape[1] and pos_y < gol.zustand.shape[0]:
                zustand_neu[pos_y, pos_x] = 1 - gol.zustand[pos_y, pos_x]
        cmap_neu = gol.cmap * zustand_neu + zustand_neu
        im.set_array(np.ones(cmap_neu.shape) - np.power(0.5, cmap_neu))
        fig.canvas.draw()
        
def onMove(event):
    global zustand_neu, cmap_neu
    if event.button == 1 and event.xdata != None and event.ydata != None:
        pos_x = int(np.round(event.xdata))
        pos_y = int(np.round(event.ydata))
        if pos_x >= 0 and pos_y >= 0 and pos_x < gol.zustand.shape[1] and pos_y < gol.zustand.shape[0]:
            zustand_neu[pos_y, pos_x] = 1 - gol.zustand[pos_y, pos_x]
        cmap_neu = gol.cmap * zustand_neu + zustand_neu
        im.set_array(np.ones(cmap_neu.shape) - np.power(0.5, cmap_neu))
        fig.canvas.draw()

def onClickEnd(event):
    global zustand_neu, cmap_neu
    if event.button == 1:
        gol.zustand = zustand_neu
        gol.cmap = cmap_neu
        im.set_array(np.ones(cmap_neu.shape) - np.power(0.5, cmap_neu))
        fig.canvas.draw()
        if anim_running:
            anim.event_source.start()
        
plt.axis('off')

#figure(num=None, figsize=(8, 6), dpi=80, facecolor='w', edgecolor='k')
#plt.figure(figsize=(1,1)) 
#im = plt.imshow(gol.zustand, animated=True, cmap=plt.get_cmap('YlGn'))
#im = plt.imshow(gol.zustand, animated=True, cmap=plt.get_cmap('inferno'))
im = plt.imshow(gol.zustand, animated=True, cmap=plt.get_cmap(colormaps[int(np.random.random()*len(colormaps))]))


fig.canvas.mpl_connect('key_press_event', onPress)
fig.canvas.mpl_connect('button_press_event', onClick)
fig.canvas.mpl_connect('button_release_event', onClickEnd)
fig.canvas.mpl_connect('motion_notify_event', onMove)

anim = animation.FuncAnimation(fig, animate, interval=200)

#blit ist boese
#
# fuer mint gruen cmap=YlGn
plt.show()