//=============================================C
//  AppletによるMandelbrot setの描画 　　       C
//    Xは0+0iで定数C=cr+ci*iの値を変更          C
//---------------------------------------------C
//   描画ボタンをクリックすると描画             C
//   ベキ数nは2,3,4,5,6,7,8,9,10から選択        C
//   表示idは0,1から選択                        C
//     id=0 -->回数で表示, id=1 --> 値で表示    C
//   種別mdは0,1から選択                        C
//     md=0 -->通常, md=1,2 --> スケーリング    C
//   定数Cの値を画面から選定                    C
//     C=cr+ci*iでcr,ciは-1.0から1.0           C
//---------------------------------------------C
//   2009年5月4日　後 保範（東京工芸大学)       C
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import java.applet.*;
import java.awt.*;
import java.awt.event.*;

public class mandel2 extends Applet
{ int n, id, md;
  double cr, ci, Scl;
  double sdim[] = {0.5, 0.8, 1.0, 1.2, 1.5, 2.0};
  Button btn;       //ボタンの設定
  Choice n_v;       //ベキ数nのアイテム設定
  Choice sl_v;      //倍率slのアイテム設定
  Choice cr_v;      //実数crのアイテム設定
  Choice ci_v;      //虚数ciのアイテム設定
  Choice id_v;      //表示idのアイテム設定
  Choice md_v;      //種別mdのアイテム設定
// 初期値の設定
 public void init() 
  { Label La1=new Label("n=");
    n_v = new Choice();            //ベキ数nの選択
    for (int i=0; i<=10; i++)       //nの選定リスト
      { n_v.addItem(""+(i+2)); }
    n_v.select(4);  n = 6;         //nの初期値
    Label La2=new Label("倍率=");
    sl_v = new Choice();           //slの選択
    for (int i=0; i<=4; i++)       //slの選定リスト
      { sl_v.addItem(""+sdim[i]); }
    sl_v.select(2);  Scl = 1.0;    //slの初期値
    Label La3=new Label("C=");
    cr_v = new Choice();           //実数crの選択
    for (int i=-10; i<=10; i++)    //crの選定リスト
      { cr_v.addItem(""+(i/10.0)); }
    cr_v.select(13);  cr = 0.3;    //crの初期値
    ci_v = new Choice();           //虚数crの選択
    for (int i=-10; i<=10; i++)    //ciの選定リスト
      { ci_v.addItem(""+(i/10.0)); }
    ci_v.select(5);  ci = -0.6;    //ciの初期値
    Label La4=new Label("表,種=");
    id_v = new Choice();           //idの選択
    for (int i=0; i<=1; i++)       //idの選定リスト
      { id_v.addItem(""+i); }
    id_v.select(1);  id = 1;       //idの初期値
    md_v = new Choice();           //mdの選択
    for (int i=0; i<=2; i++)       //mdの選定リスト
      { md_v.addItem(""+i); }
    md_v.select(1);  md = 1;       //mdの初期値
    btn = new Button("描画");      //描画ボタン
    add(La1);   add(n_v);          //パネルへnを追加
    add(La2);   add(sl_v);         //パネルへnを追加
    add(La3);   add(cr_v);         //パネルへnを追加
    add(ci_v);                     //パネルへnを追加 
    add(La4);   add(id_v);         //パネルへidを追加
    add(md_v);                     //パネルへmdを追加
    add(btn);                      //パネルへボタン追加
    btn.addActionListener(new ActionAdp()); //ボタン処理
    n_v.addItemListener(new ItemAdp());     //アイテム追加
    sl_v.addItemListener(new ItemAdp());    //アイテム追加
    cr_v.addItemListener(new ItemAdp());    //アイテム追加
    ci_v.addItemListener(new ItemAdp());    //アイテム追加
    id_v.addItemListener(new ItemAdp());    //アイテム追加
    md_v.addItemListener(new ItemAdp());    //アイテム追加
  }
// ボタンクリックの実装クラス */
 class ActionAdp implements ActionListener
 { public void actionPerformed(ActionEvent e)
    { if (e.getSource() == btn)       //「描画」クリック
        { repaint(); }                //再描画
    }
 }
// アイテム(n,id)の実装クラス */
 class ItemAdp implements ItemListener
 { public void itemStateChanged(ItemEvent e)
    { Object source = e.getSource();
      if (source == n_v)              //nの選定
        { n = n_v.getSelectedIndex() + 2; }
      if (source == sl_v)             //Sclの選定
        { Scl = sdim[sl_v.getSelectedIndex()]; }
      if (source == cr_v)             //crの選定
        { cr = cr_v.getSelectedIndex()/10.0 - 1.0; }
      if (source == ci_v)             //ciの選定
        { ci = ci_v.getSelectedIndex()/10.0 - 1.0; }
      if (source == id_v)             //idの選定
        { id = id_v.getSelectedIndex(); }
      if (source == md_v)             //mdの選定
        { md = md_v.getSelectedIndex(); }
    }
 }
// 描画処理
 public void paint(Graphics g) 
  { int xs=500, ys=500;                     //描画のサイズ
    double X[] = new double[2];             //複素数計算配列 
    double Z[] = new double[2];             //複素数計算配列
//    double Scl=1.0;                         //ズーム比率
    double XP=0.0, YP=0.0;                  //ズームする中心座標
    double sR=1.0, sG=1.0, sB=1.0;          //赤、緑、青の色合い
    double Xsl = 2.0/Scl;                   //画面座標-->計算座標
    double Ysl = Xsl*ys/xs;                 //(x,y) --> (XR,XI)
    double VL = Math.exp(300.0/n);
    double CR = cr, CI = ci;                //Cの初期値
    for (int y=10; y<ys-10; y++)
     { for( int x=0; x<xs; x++)
        { double XR = Xsl*(2.0*x - xs)/xs + XP;  //Xの実部(x対応)
          double XI = Ysl*(2.0*y - ys)/ys - YP;  //Xの虚部(y対応)
          int LP = 1;
          for (int k=0; k<200; k++)         //発散テスト回数
           { X[0] = XR;  X[1] = XI;
             CXN(n, X, Z);                  //Z=X**n(複素数計算)
             XR = Z[0] + CR;
             XI = Z[1] + CI;
             if(md >= 1){ double ABS;
               if(md == 1) { 
                  ABS = Math.abs(XR + XI); }
               else {
                  ABS = 2*Math.abs(XR) - Math.abs(XI); } 
               ABS = Math.sqrt(Math.sqrt(ABS));
               if(ABS > 1.0e-10) { XR /= ABS;  XI /= ABS; }
               } 
             LP ++;
             if(Math.abs(XR)+Math.abs(XI) > VL) break;  //発散
            }
          int b=0, r=0, gr=0;               //収束なら黒
// 発散する回数による描画
          if (id == 0) {
            r  = (LP%3)*70 + 30;
            b  = (LP%5)*42 + 30;
            gr = (LP%7)*30 + 30;
            if(LP >= 200) { r = b = gr = 0; }
            }
// 発散時の値による描画
          if (id == 1) {
            double AR = Math.abs(XR);
            double AI = Math.abs(XI);
            if(AR > 1.0) { b=(int)(sB*Math.log(AR))+1; }  //青のセット
            if(AI > 1.0) { r=(int)(sR*Math.log(AI))+1; }  //赤のセット 
            if(XR < -1.0) { gr += b;  b = b/2; }          //緑のセット
            if(XI < -1.0) { gr += r;  r = r/2; }
            gr = (int)(sG*gr);
            }
          if(b > 255) b = 255; 
          if(r > 255) r = 255;
          if(gr > 255) gr = 255;
          g.setColor(new Color(r,gr,b));        //色の設定
          g.drawLine(x, y+20, x, y+20);         //点を描く
        }
     }
    g.setColor(new Color(180,180,180));
    g.fillRect(0,0, xs,35);               
  }
//複素数のn乗計算
 public void CXN(int n, double x[],double z[]){
   double W0, W1;
   W0 = x[0];  W1 = x[1];
   for (int k=1; k<n; k++)
     { z[0]=x[0]*W0-x[1]*W1;
       z[1]=x[0]*W1+x[1]*W0; 
       W0 = z[0];  W1 = z[1]; }
  }
}