Ich habe diese Karte der Regionen eines imaginären Wortes in wenigen Minuten in MS Paint gezeichnet:

Ich denke, dass es wirklich cool wäre, solche Karten programmgesteuert erstellen zu können.

Herausforderung

Schreiben Sie ein Programm, das positive Ganzzahlen Wund Heine nicht leere Menge positiver Ganzzahlen enthält S.

Generieren Sie ein Standard - Echtfarbenbild , das ist Pixel breit und Pixel hoch.WH

Zeichnen Sie für jede ganze Zahl iin Sdem Bild einen ebenen Bereich, dessen Pixelfläche proportional ist, iund verwenden Sie dabei eine Farbe, die sich von den benachbarten Bereichen unterscheidet. Insbesondere sollte die Anzahl der Pixel in der Region W * H * i / sum(S)entweder auf- oder abgerundet werden, um sicherzustellen, dass jedes Pixel in dem Bild zu einer Region gehört .

Eine planare Region ist eine Menge von Pixeln mit der Eigenschaft, dass jedes Pixel in der Region von jedem anderen erreicht werden kann, indem man in der Region bleibt und sich nur orthogonal (und nicht diagonal) bewegt . Meine obige Karte enthält 10 ebene Regionen.

Alle Pixel in einem ebenen Bereich müssen dieselbe Farbe haben, die sich von der Farbe der benachbarten Bereiche unterscheiden muss. Regionen können dieselbe Farbe haben, wenn sie keine Nachbarn sind.

Andernfalls gibt es keine Einschränkungen hinsichtlich der Form, Position oder Farbe Ihrer Regionen. Dies ist ein Beliebtheitswettbewerb. Das Ziel ist es, ein Programm zu erstellen, das realistische Karten von imaginären Welten, physischen oder politischen, mit jeder Geografie und in jedem Maßstab erstellt.

Bitte zeigen Sie Ihre besten Ausgabebilder, nicht nur Ihren Code.

Einzelheiten

• Nehmen Sie Eingaben von Dateien, Befehlszeilen, stdin oder ähnlichem entgegen. Speichern Sie das Bild in einem beliebigen Standardformat oder zeigen Sie es auf dem Bildschirm an.
• Ihr Programm sollte für identische Eingaben deterministisch sein. Das heißt, sollte das Ausgangsbild immer das gleiche für einige besondere sein H, Wund S. (Beachten Sie, dass Ses sich um eine Menge handelt , nicht um eine Liste. Daher spielt die Reihenfolge keine Rolle.) Andernfalls können Sie bei Bedarf Zufälligkeiten anwenden, obwohl dies nicht erforderlich ist (ich empfehle dies jedoch dringend).
• Die Ausgabebild-Geografie muss nicht für verschiedene Werte von Woder "skaliert" werden H(obwohl dies möglich ist). Es kann ganz anders sein.
• Sie können Farben nach dem Zufallsprinzip zuweisen, ohne die Nachbarfarbregel zu beachten, sofern mindestens 32 zufällige Farbmöglichkeiten vorliegen, da es unwahrscheinlich ist, dass zwei Nachbarn dieselbe Farbe erhalten.
• Die Regionen halten an den Bildgrenzen an. Es gibt kein Wrap Around .
• Regionen können null Pixel enthalten (und daher nicht vorhanden sein), wie dies der Fall wäre, wenn mehr Regionen als Pixel vorhanden sind.

Beispiel Eingabe

Eine gültige Einsendung könnte meine Karte oben mit den Parametern generiert haben:

W = 380
H = 260
S = {233, 420, 1300, 3511, 4772, 5089, 9507, 22107, 25117, 26744}

Diese SWerte stimmen exakt mit der Anzahl der Pixel in jedem Bereich überein, dies muss jedoch nicht der Fall sein. Denken Sie daran, dass Ses sich um eine Menge handelt, die nicht immer sortiert sein muss.

Ich stimme den anderen zu. Dies war eine überraschend schwierige Herausforderung. Teilweise aufgrund des Erfordernisses, benachbart verbundene Pixel desselben Regionstyps zu haben, aber auch aufgrund der ästhetischen Herausforderung, die Regionen wie eine Karte von Ländern aussehen zu lassen.

Hier ist mein Versuch ... es ist schrecklich ineffizient, scheint aber vernünftige Ergebnisse zu liefern. Fortsetzung des Trends, gemeinsame Eingaben zu Vergleichszwecken zu verwenden:

Parameter: 380 260 233 420 1300 3511 4772 5089 9507 22107 25117 26744

Parameter: 380 260 8 5 6 7 8 4 5 6 7 9 4 6 9 5 8 7 5

Dunkles Zeitalter von Camelot 213 307 1 1 1

Mein größeres Beispiel: (640 480 6 1 7 2 9 3 4 5 6 1 9 8 7 44 3 1 9 4 5 6 7 2 3 4 9 3 4 5 9 8 7 5 6 1 2 1 2 2 6 7 8 9 63 3)

Ein Beispiel mit mehr Ländern: 640 480 6 1 7 2 9 3 4 5 6 1 9 8 7 44 3 1 9 4 5 6 7 2 3 4 9 3 4 5 9 8 7 5 6 1 2 1 2 1 2 6 7 8 9 63 5 33 11 88 2 7 9 5 6 2 5 7

package GenerateRealisticMaps;

import java.awt.Color;
import java.awt.Graphics2D;
import java.awt.Point;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.HashSet;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Random;
import java.util.Set;
import javax.imageio.ImageIO;

public class GenerateRealisticMaps
{
    private static final Random rand = new Random(3);
    private static final Color[] paletteizedColours = new Color[100];

    // create colour palette
    static
    {
        paletteizedColours[0] = new Color(0xFF000000);
        for (int i = 1; i < paletteizedColours.length; i++)
        {
            paletteizedColours[i] = Color.getHSBColor(rand.nextFloat(), rand.nextFloat(), 0.5f + rand.nextFloat() * 0.4f);
        }
    }

    /**
     * Represents a pixel that is the boundary of a region
     * @author default
     *
     */
    public static class BoundaryPixel
    {
        public BoundaryPixel(int x, int y, int otherRegionId)
        {
            super();
            this.x = x;
            this.y = y;
            this.otherRegionId = otherRegionId;
        }

        int x;
        int y;
        int otherRegionId;
    }

    /**
     * Group of adjacent pixels that represent a region (i.e. a country in the map)
     * @author default
     *
     */
    public static class Region
    {
        static private int masterId = 0;

        Region(int desiredSize)
        {
            this.desiredSize = desiredSize;
            id = ++masterId;
        }

        int desiredSize;
        int size = 0;
        int id;
        List<BoundaryPixel> boundary = new ArrayList<GenerateRealisticMaps.BoundaryPixel>();

    }

    /**
     * Container of regions
     * @author default
     *
     */
    public static class Regions
    {
        List<Region> regionList = new ArrayList<GenerateRealisticMaps.Region>();
        Map<Integer, Region> regionMap = new HashMap<Integer, GenerateRealisticMaps.Region>();
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException
    {
        int width = Integer.parseInt(args[0]);
        int height = Integer.parseInt(args[1]);
        int[] s = new int[args.length - 2];

        // read in the region weights
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < args.length - 2; i++)
        {
            sum += s[i] = Integer.parseInt(args[i + 2]);
        }

        int totalPixels = width * height;

        double multiplier = ((double) totalPixels) / sum;

        // convert region weights to pixel counts
        int runningCount = 0;
        for (int i = 0; i < s.length - 1; i++)
        {
            runningCount += s[i] = (int) (multiplier * s[i]);
        }
        s[s.length - 1] = totalPixels - runningCount;

        Regions regions = new Regions();
        int[][] map = new int[width][height];

        // initialise region starting pixels
        for (int v : s)
        {
            Region region = new Region(v);
            regions.regionList.add(region);
            regions.regionMap.put(region.id, region);

            int x;
            int y;
            do
            {
                x = rand.nextInt(width);
                y = rand.nextInt(height);
            } while (map[x][y] != 0);

            map[x][y] = region.id;
            region.size++;

        }

        // initialise a "height" map that provides cost to claim a unclaimed region. This allows for more natural shaped countries
        int[][] heightMap = new int[width][height];
        for (int i = 0; i < width; i++)
        {
            for (int j = 0; j < height; j++)
            {
                heightMap[i][j] = rand.nextInt(50);
            }
        }

        boolean equal = false;

        // main loop
        do
        {
            growRegions(map, heightMap, width, height, regions);

            // determine whether regions have reached their desired size
            equal = true;
            for (Region region : regions.regionList)
            {
                equal = equal && region.size == region.desiredSize;
            }

            if (equal)
            {
                HashMap<Integer, Set<Integer>> commonIsolatedRegions = new HashMap<Integer, Set<Integer>>();
                int isolatedRegionId = 0;
                int[][] isolatedRegions = new int[width][height];
                List<Integer> isolatedRegionSize = new ArrayList<Integer>();
                isolatedRegionSize.add(-1); // add dummy entry at index 0 since region ids start at 1

                // go though each pixel and attempt to identify an isolated region from that point if it as not
                // yet been identified... i.e. an enclosed area.
                for (int i = 0; i < width; i++)
                {
                    for (int j = 0; j < height; j++)
                    {
                        if (isolatedRegions[i][j] == 0)
                        {
                            isolatedRegionId++;

                            Point point = new Point(i, j);
                            int size = identifyEnclosedArea(map, isolatedRegions, width, height, point, isolatedRegionId);

                            // add this isolated region id to the group of isolated regions associated with the region at this pixel
                            Set<Integer> isolatedRegionSet = commonIsolatedRegions.get(map[i][j]);
                            if (isolatedRegionSet == null)
                            {
                                isolatedRegionSet = new HashSet<Integer>();
                                commonIsolatedRegions.put(map[i][j], isolatedRegionSet);
                            }
                            isolatedRegionSet.add(isolatedRegionId);
                            isolatedRegionSize.add(size);
                        }
                    }
                }

                // only keep the largest isolated region in each group. Mark the other members in the group areas as unclaimed.
                for (Region region : regions.regionList)
                {
                    Set<Integer> isolatedRegionSet = commonIsolatedRegions.get(region.id);

                    // find the largest isolatedRegion mapped to this region
                    int largestIsolatedRegionId = -1;
                    int largestIsolatedRegionSize = -1;
                    for (Integer isolatedRegionIdentifier : isolatedRegionSet)
                    {
                        if (isolatedRegionSize.get(isolatedRegionIdentifier) > largestIsolatedRegionSize)
                        {
                            largestIsolatedRegionSize = isolatedRegionSize.get(isolatedRegionIdentifier);
                            largestIsolatedRegionId = isolatedRegionIdentifier;
                        }
                    }
                    // remove the largest isolated region (i.e. retain those pixels)
                    isolatedRegionSet.remove(largestIsolatedRegionId);

                    if (isolatedRegionSet.size() > 0)
                    {
                        equal = false;

                        // for all remaining isolated regions mapped to this region, convert to unclaimed areas.
                        for (Integer isolatedRegionIdentifier : isolatedRegionSet)
                        {
                            for (int i = 0; i < width; i++)
                            {
                                for (int j = 0; j < height; j++)
                                {
                                    if (isolatedRegions[i][j] == isolatedRegionIdentifier)
                                        map[i][j] = 0;
                                }
                            }
                        }
                    }
                }
            }

        } while (!equal);

        saveOutputImage("out.final.png", map);
    }

    /**
     * Renders and saves the output image
     * 
     * @param filename
     * @param map
     * @throws IOException
     */
    public static void saveOutputImage(String filename, int[][] map) throws IOException
    {

        final int scale = 1;
        final int width = map.length;
        final int height = map[0].length;
        BufferedImage image = new BufferedImage(width * scale, height * scale, BufferedImage.TYPE_INT_RGB);

        Graphics2D g = (Graphics2D) image.getGraphics();

        for (int j = 0; j < height; j++)
        {
            for (int i = 0; i < width; i++)
            {
                g.setColor(paletteizedColours[map[i][j]]);
                g.fillRect(i * scale, j * scale, scale, scale);
            }
        }

        ImageIO.write(image, "png", new File(filename));
    }

    /**
     * Grows the regions of the world. Firstly by unclaimed cells and then by distributing cells amongst the regions.
     * 
     * @param map
     *            cell to region map
     * @param heightMap
     *            the "height" cost of unclaimed cells. Used to give more natural shapes.
     * @param width
     * @param height
     * @param regions
     */
    public static void growRegions(int[][] map, int[][] heightMap, int width, int height, Regions regions)
    {
        // reset region sizes
        for (Region region : regions.regionList)
        {
            region.size = 0;
            region.boundary.clear();
        }

        // populate corners with adjacent pixel region id... these pixels cannot ever be "grown" into.
        map[0][0] = map[1][0];
        map[width - 1][0] = map[width - 1][5];
        map[width - 1][height - 1] = map[width - 2][height - 1];
        map[0][height - 1] = map[1][height - 1];

        int i, x, y, dx = 0, dy = 0, currHeight, currentId = -1, pixelRegionId;
        Region currRegion = null;
        ;

        // calculate initial region sizes
        for (y = 0; y < height; y++)
        {
            for (x = 0; x < width; x++)
            {
                if (map[x][y] > 0)
                    regions.regionMap.get(map[x][y]).size++;
            }
        }

        // expand regions into surrounding unclaimed pixels.
        // construct a list of region boundary pixels in the process.
        for (y = 1; y < height - 1; y++)
        {
            for (x = 1; x < width - 1; x++)
            {
                int cellId = map[x][y];
                if (cellId > 0)
                {
                    if (cellId != currentId)
                    {

                        currRegion = regions.regionMap.get(map[x][y]);
                        currentId = currRegion.id;
                    }

                    currHeight = heightMap[x][y]++;

                    for (i = 0; i < 4; i++)
                    {
                        switch (i)
                        {
                        case 0:
                            dx = x - 1;
                            dy = y;
                            break;
                        case 1:
                            dx = x + 1;
                            dy = y;
                            break;
                        case 2:
                            dx = x;
                            dy = y - 1;
                            break;
                        case 3:
                            dx = x;
                            dy = y + 1;
                            break;
                        }
                        pixelRegionId = map[dx][dy];
                        switch (pixelRegionId)
                        {
                        // unclaimed cell...
                        case 0:
                            if (heightMap[dx][dy] < currHeight)
                            {
                                map[dx][dy] = currRegion.id;
                                currRegion.size++;
                            }
                            break;
                        // claimed cell...
                        default:
                            if (pixelRegionId != currRegion.id)
                            {
                                currRegion.boundary.add(new BoundaryPixel(dx, dy, pixelRegionId));
                            }
                            break;
                        }
                    }
                }
            }
        }

        HashMap<Integer, List<BoundaryPixel>> neighbourBorders = new HashMap<Integer, List<BoundaryPixel>>();

        // for all regions...
        for (Region region : regions.regionList)
        {
            // that are less than the desired size...
            if (region.size < region.desiredSize)
            {
                neighbourBorders.clear();

                // identify the boundary segment per neighbour of the region
                for (BoundaryPixel boundaryPixel : region.boundary)
                {
                    List<BoundaryPixel> neighbourBorderSegment = neighbourBorders.get(boundaryPixel.otherRegionId);
                    if (neighbourBorderSegment == null)
                    {
                        neighbourBorderSegment = new ArrayList<GenerateRealisticMaps.BoundaryPixel>();
                        neighbourBorders.put(boundaryPixel.otherRegionId, neighbourBorderSegment);
                    }
                    neighbourBorderSegment.add(boundaryPixel);
                }

                out:
                // for each neighbour...
                for (int id : neighbourBorders.keySet())
                {
                    Region neighbourRegion = regions.regionMap.get(id);
                    int surplusPixelCount = neighbourRegion.size - neighbourRegion.desiredSize;
                    // that has surplus pixels...
                    if (surplusPixelCount > 0)
                    {
                        // and convert the border segment pixels to the current region...
                        List<BoundaryPixel> neighbourBorderSegment = neighbourBorders.get(id);
                        int index = 0;
                        while (surplusPixelCount-- > 0 && index < neighbourBorderSegment.size())
                        {
                            BoundaryPixel boundaryPixel = neighbourBorderSegment.get(index++);
                            map[boundaryPixel.x][boundaryPixel.y] = region.id;
                            region.size++;
                            regions.regionMap.get(boundaryPixel.otherRegionId).size--;
                            // until we reach the desired size...
                            if (region.size == region.desiredSize)
                                break out;
                        }
                    }
                }
            }

            // if region contains more pixels than desired...
            else if (region.size > region.desiredSize)
            {
                // and the region has neighbours
                if (region.boundary.size() > 0)
                {
                    // choose a neighbour to off load extra pixels to
                    Region neighbour = regions.regionMap.get(region.boundary.remove(rand.nextInt(region.boundary.size())).otherRegionId);

                    ArrayList<BoundaryPixel> adjustedBoundary = new ArrayList<>();
                    // iterate over the boundary neighbour's boundary pixels...
                    for (BoundaryPixel boundaryPixel : neighbour.boundary)
                    {
                        // and then for those pixels which are of the current region, convert to the neighbour region
                        if (boundaryPixel.otherRegionId == region.id)
                        {
                            map[boundaryPixel.x][boundaryPixel.y] = neighbour.id;
                            neighbour.size++;
                            region.size--;
                            // stop when we reach the region's desired size.
                            if (region.size == region.desiredSize)
                                break;
                        }
                        else
                        {
                            adjustedBoundary.add(boundaryPixel);
                        }
                    }
                    neighbour.boundary = adjustedBoundary;
                }
            }
        }

    }

    /**
     * identifies the area, starting at the given point, in which adjacent pixels are of the same region id.
     * 
     * @param map
     * @param isolatedRegionMap
     *            cells identifying which area that the corresponding map cell belongs
     * @param width
     * @param height
     * @param point
     *            the starting point of the area to be identified
     * @param isolatedRegionId
     *            the id of the region to assign cells with
     * @return the size of the identified area
     */
    private static int identifyEnclosedArea(int[][] map, int[][] isolatedRegionMap, int width, int height, Point point, final int isolatedRegionId)
    {
        ArrayList<Point> stack = new ArrayList<Point>();
        final int EXPECTED_REGION_ID = map[point.x][point.y];
        stack.add(point);
        int size = 0;

        while (stack.size() > 0)
        {
            Point p = stack.remove(stack.size() - 1);
            int x = p.x;
            int y = p.y;
            if (y < 0 || y > height - 1 || x < 0 || x > width - 1 || isolatedRegionMap[x][y] > 0)
                continue;
            int val = map[x][y];
            if (val == EXPECTED_REGION_ID)
            {
                isolatedRegionMap[x][y] = isolatedRegionId;
                size++;
                stack.add(new Point(x + 1, y));
                stack.add(new Point(x - 1, y));
                stack.add(new Point(x, y + 1));
                stack.add(new Point(x, y - 1));
            }
        }

        return size;
    }

}

Erklärung (aus Kommentaren)

Der Algorithmus ist ziemlich einfach: Initialisieren Sie zunächst die Karte mit zufälligen Gewichten, und wählen Sie zufällige Ausgangspixel für jede der Länderregionen aus. Zweitens "wachsen" Sie jeden Bereich, indem Sie versuchen, nicht beanspruchte benachbarte Pixel zu beanspruchen. Dies tritt auf, wenn das Gewicht des aktuellen Pixels das nicht beanspruchte Gewicht überschreitet.

Jedes Pixel in einer Region erhöht bei jedem Wachstumszyklus sein Gewicht. Wenn eine Region Nachbarn hat und die aktuell betrachtete Region weniger Pixel als gewünscht hat, stiehlt sie außerdem Pixel von ihrem Nachbarn, wenn der Nachbar mehr Pixel als gewünscht hat. Wenn der aktuelle Bereich mehr Pixel als sein Nachbar hat, wählt er zufällig einen Nachbarn aus und gibt diesem Nachbarn alle überzähligen Pixel. Wenn alle Regionen die richtige Größe haben, werden in der dritten Phase alle Regionen identifiziert und konvertiert, die aufgeteilt wurden und nicht mehr kontinuierlich sind.

Es wird nur die größte Aufteilung der Region beibehalten, und die anderen Aufteilungen werden in nicht beanspruchte Pixel umgewandelt, und die zweite Phase beginnt erneut. Dies wiederholt sich, bis alle Pixel in einer Region benachbart sind und alle Regionen die richtige Größe haben.

Diese Herausforderung ist überraschend schwierig. Ich habe mit Pygame einen Kartengenerator in Python geschrieben. Das Programm vergrößert den Farbbereich zu freiem Speicherplatz und erstellt ein Bild, das möglicherweise wie eine Karte aussieht (wenn Sie blinzeln).

Mein Algorithmus vervollständigt nicht immer die Länder, da der verbleibende Bereich möglicherweise nicht genügend Speicherplatz hat, aber ich dachte, dass dies zu einem interessanten Effekt geführt hat, und ich werde keine Zeit mehr darauf verwenden. Die verbliebenen blauen Flecken können als große Seen betrachtet werden, und die blau gesprenkelten Merkmale zwischen den Ländern sind die Flüsse, die die Grenze markieren (es ist ein Merkmal, kein Käfer!).

Um mit dem Super Chafouin zu vergleichen, habe ich deren Parameterbeispiele verwendet.

Parameter: 380 260 233 420 1300 3511 4772 5089 9507 22107 25117 26744

Parameter: 380 260 8 5 6 7 8 4 5 6 7 9 4 6 9 5 8 7 5

Dunkles Zeitalter von Camelot (213 307 1 1 1)

Mein größeres Beispiel: (640 480 6 1 7 2 9 3 4 5 6 1 9 8 7 44 3 1 9 4 5 6 7 2 3 4 9 3 4 5 9 8 7 5 6 1 2 1 2 2 6 7 8 9 63 3)

Dieses Beispiel sieht ein bisschen aus wie Osteuropa?

Ein Beispiel mit mehr Ländern: 640 480 6 1 7 2 9 3 4 5 6 1 9 8 7 44 3 1 9 4 5 6 7 2 3 4 9 3 4 5 9 8 7 5 6 1 2 1 2 1 2 6 7 8 9 63 5 33 11 88 2 7 9 5 6 2 5 7

Mit diesem Beispiel habe ich den Farbgenerator geändert colors = [(80+ri(100), 80+ri(100), 80+ri(100)) for c in counts], um einen weicheren (und kartenähnlichen) Bereich zu erhalten.

Python-Code:

from pygame.locals import *
import pygame, sys, random

BACK = (0,0,200)
ORTH = [(-1,0), (1,0), (0,-1), (0,1)]
PI = 3.141592

random.seed(9999)
def ri(n):
    return int(random.random() * n)

args = [int(v) for v in sys.argv[1:]]
W, H = args[:2]
shares = sorted(args[2:])
ratio = float(W*H) / sum(shares)
counts = [int(s*ratio) for s in shares]
for i in range(W*H - sum(counts)):
    counts[i] += 1

colors = [(2+ri(250), 2+ri(250), 2+ri(250)) for c in counts]
countries = range(len(counts))
random.shuffle(countries)

border = ( set((x,y) for x in (0,W-1) for y in range(H)) |
            set((x,y) for x in range(W) for y in (0,H-1)) )

screen = pygame.display.set_mode((W,H))
screen.fill(BACK)
pix = screen.set_at
def look(p):
    if 0 <= p[0] < W and 0 <= p[1] < H:
        return screen.get_at(p)
    else:
        return None

clock = pygame.time.Clock()

while True:
    dt = clock.tick(300)
    pygame.display.flip()

    if countries:
        country = countries.pop()
        color = colors[country]
        if not countries:
            color = (20,20,200)  # last fill color to be water
        count = counts[country]
        frontier = set()
        plotted = 0
        loc = border.pop()
        while plotted < count:
            pix(loc, color)
            if plotted % 50 == 0:
                pygame.display.flip()
            plotted += 1
            direc = [(loc[0]+dx, loc[1]+dy) for dx,dy in ORTH]
            for dloc in direc:
                if look(dloc) == BACK:
                    frontier.add(dloc)
            border |= frontier
            if frontier:
                loc = frontier.pop()
                border.discard(loc)
            else:
                print 'Country %s cover %u of %u' % (
                    shares[country], plotted, count)
                break
        if not countries:
            fn = 'mapper%u.png' % ri(1000)
            pygame.image.save(screen, fn)

    for event in pygame.event.get():
        if event.type == QUIT: sys.exit(0)
        if not hasattr(event, 'key'): continue
        if event.key == K_ESCAPE: sys.exit(0)

Lassen Sie uns faul sein und meine Antwort von dieser Frage anpassen !

1. Der Algorithmus berechnet ausgehend von der oberen linken Ecke einen "Schlangenpfad", der das gesamte Rechteck ausfüllt. Die Schlange kann nur hoch, runter, links, rechts gehen.

2. Der Schlangenpfad wird verfolgt und mit der ersten Farbe, dann der zweiten Farbe usw. gefüllt, wobei die Farbprozentsätze berücksichtigt werden

3. Dieser Algorithmus erzeugt viele gerade Linien. um es zu verbessern, erkenne ich sie und ersetze sie durch "Wellen", die die gleiche Anzahl von Pixeln behalten.

Parameter: 380 260 233 420 1300 3511 4772 5089 9507 22107 25117 26744

Parameter: 380 260 8 5 6 7 8 4 5 6 7 9 4 6 9 5 8 7 5

Dunkles Zeitalter von Camelot (213 307 1 1 1)

Der Code:

package map;

import java.awt.Color;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
import java.util.Random;

import javax.imageio.ImageIO;


public class GenMap2 {

    private enum State { NO, YES, SHIFT };
    public final static int TOP = 1, BOTTOM = 2, LEFT = 4, RIGHT = 8;
    enum Action { ADD_LINE_TOP, ADD_LINE_LEFT, DOUBLE_SIZE, CREATE};

    public static void main(String[] args) throws IOException {

        int w = Integer.parseInt(args[0]), h = Integer.parseInt(args[1]);
        List<Integer> areas = new ArrayList<Integer>();
        int total = 0;
        for (int i = 2; i < args.length; i++) {
            int area = Integer.parseInt(args[i]);
            areas.add(area);
            total += area;
        }
        Collections.sort(areas);
        Collections.reverse(areas);
        int [][] tab = build(w, h);

        BufferedImage dest = new BufferedImage(w, h, BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
        int [] black = {0, 0, 0};
        for (int j = 0; j < dest.getHeight(); j++) {
            for (int i = 0; i < dest.getWidth(); i++) {
                dest.getRaster().setPixel(i, j, black);
            }
        }

        int x = 0, y = -1;
        int go = BOTTOM, previous = BOTTOM;

        List<Color> colors = new ArrayList<Color>();
        Random rand = new Random(0); // prog must be deterministic
        while (colors.size() < areas.size()) {
            Color c = new Color(rand.nextInt(256), rand.nextInt(256), rand.nextInt(256));
            boolean ok = true;
            for (Color existing : colors) {
                if (existing.equals(c)) {
                    ok = false;
                    break;
                }
            }
            if (ok) {
                colors.add(c);
            }
        }

        int [][] map = new int[w][h];
        int cpt = 0;
        while (true) {
            if (go == BOTTOM) y++;
            if (go == TOP) y--;
            if (go == LEFT) x--;
            if (go == RIGHT) x++;

            int tmp = (int)(((long)cpt) * total / (w * h));
            int i = 0;
            for (i = 0; i < areas.size(); i++) {
                int area = areas.get(i);
                if (tmp < area) {
                    break;
                }
                tmp -= area;
            }

            map[x][y] = i;

            previous = go;

            go = -1;
            if ((tab[x][y] & TOP) != 0 && previous != BOTTOM) go = TOP;
            if ((tab[x][y] & BOTTOM) != 0 && previous != TOP) go = BOTTOM;
            if ((tab[x][y] & LEFT) != 0 && previous != RIGHT) go = LEFT;
            if ((tab[x][y] & RIGHT) != 0 && previous != LEFT) go = RIGHT;
            if (go == -1) break;
            cpt++;
        }

        String [] src0 = srcPattern(16);
        String [] repl0 = destPattern(16);
        while (findPattern(map, src0, Arrays.asList(repl0, flip(repl0)))){}
        while (findPattern(map, rotate(src0), Arrays.asList(rotate(repl0), rotate(flip(repl0))))){}
        String [] src1 = srcPattern(8);
        String [] repl1 = destPattern(8);
        while (findPattern(map, src1, Arrays.asList(repl1, flip(repl1)))){}
        while (findPattern(map, rotate(src1), Arrays.asList(rotate(repl1), rotate(flip(repl1))))){}
        String [] src2 = srcPattern(4);
        String [] repl2 = destPattern(4);
        while (findPattern(map, src2, Arrays.asList(repl2, flip(repl2)))){}
        while (findPattern(map, rotate(src2), Arrays.asList(rotate(repl2), rotate(flip(repl2))))){}


        for (y = 0; y < h; y++) {
            for (x = 0; x < w; x++) {
                Color c = colors.get(map[x][y]);
                dest.getRaster().setPixel(x, y, new int[] {c.getRed(), c.getGreen(), c.getBlue()});
            }
        }

        ImageIO.write(dest, "png", new FileOutputStream("map.png"));
    }

    private static Random randPat = new Random(0);


    private static String [] srcPattern(int size) {
        String [] ret = new String[size*2];
        for (int i = 0; i < size*2; i++) {
            ret[i] = "";
            for (int j = 0; j < size*4; j++) {
                ret[i] += i < size ? "1" : "2";
            }
        }
        return ret;
    }

    private static String [] destPattern(int size) {
        String [] ret = new String[size*2];
        for (int i = 0; i < size*2; i++) {
            ret[i] = "";
            for (int j = 0; j < size*2; j++) {
                //int target = (int)((1 + Math.sin(j * Math.PI * .5/ size) * .4) * size);
                int target = (int)((1 + (Math.cos(j * Math.PI/ size) - 1) * .2) * size);
                ret[i] += (i < target)  ? '1' : '2';
            }
        }

        for (int i = 0; i < size*2; i++) {
            for (int j = 0; j < size*2; j++) {
                ret[i] += ret[size*2 - 1 - i].charAt(size*2 - 1 - j) == '1' ? '2' : '1';
            }
        }
        return ret;
    }
    private static String [] flip(String [] pat) {
        String [] ret = new String[pat.length];
        for (int i = 0; i < ret.length; i++) {
            ret[i] = new StringBuilder(pat[i]).reverse().toString();

        }
        return ret;
    }
    private static String [] rotate(String [] pat) {
        String [] ret = new String[pat[0].length()];
        for (int i = 0; i < ret.length; i++) {
            ret[i] = "";
            for (int j = 0; j < pat.length; j++) {
                ret[i] += pat[j].charAt(i);
            }
        }
        return ret;
    }

    private static boolean findPattern(int [][] map, String [] src, List<String []> dest) {
        for (int y = 0; y < map[0].length - src.length; y++) {
            for (int x = 0; x < map.length - src[0].length(); x++) {
                int c1 = -1, c2 = -1;
                boolean wrong = false;
                for (int y1 = 0; y1 < src.length; y1++) {
                    for (int x1 = 0; x1 < src[0].length(); x1++) {
                        if (src[y1].charAt(x1) == '1') {
                            if (c1 == -1) {
                                c1 = map[x+x1][y+y1];
                            } else {
                                if (c1 != map[x+x1][y+y1]) {
                                    wrong = true;
                                }
                            }
                        }
                        if (src[y1].charAt(x1) == '2') {
                            if (c2 == -1) {
                                c2 = map[x+x1][y+y1];
                            } else {
                                if (c2 != map[x+x1][y+y1]) {
                                    wrong = true;
                                }
                            }
                        }
                        if (c1 != -1 && c1 == c2) wrong = true;
                        if (wrong) break;
                    }
                    if (wrong) break;
                }
                if (!wrong) {
                    System.out.println("Found match at " + x + " " + y);
                    String [] repl = dest.get(randPat.nextInt(dest.size()));
                    for (int y1 = 0; y1 < src.length; y1++) {
                        for (int x1 = 0; x1 < src[0].length(); x1++) {
                            map[x+x1][y+y1] = repl[y1].charAt(x1) == '1' ? c1 : c2;

                        }
                    }
                    return true;
                }
            }
        }           
        return false;
    }

    public static int [][] build(int width, int height) {
        List<Action> actions = new ArrayList<Action>();
        while (height>1 && width>1) {
            if (height % 2 == 1) {
                height--;
                actions.add(Action.ADD_LINE_TOP);
            }
            if (width % 2 == 1) {
                width--;                
                actions.add(Action.ADD_LINE_LEFT);
            }
            if (height%2 == 0 && width%2 == 0) {
                actions.add(Action.DOUBLE_SIZE);
                height /= 2;
                width /= 2;
            }
        }
        actions.add(Action.CREATE);
        Collections.reverse(actions);
        int [][] tab = null;
        for (Action action : actions) {
            if (action == Action.CREATE) {
                tab = new int[width][height];
                if (height >= width) {
                    for (int i = 0; i < height-1; i++) {
                        tab[0][i] = TOP|BOTTOM;
                    }
                    tab[0][height-1] = TOP;
                } else {
                    tab[0][0] = TOP|RIGHT;
                    for (int i = 1; i < width-1; i++) {
                        tab[i][0] = RIGHT|LEFT;
                    }
                    tab[width-1][0] = LEFT;

                }
            }
            if (action == Action.DOUBLE_SIZE) {
                tab = doubleTab(tab);
            }
            if (action == Action.ADD_LINE_TOP) {
                int [][] tab2 = new int[tab.length][tab[0].length+1];
                for (int i = 0; i < tab.length; i++) {
                    for (int j = 0; j < tab[0].length; j++) {
                        tab2[i][j+1] = tab[i][j];
                    }
                }
                tab2[0][0] = BOTTOM|RIGHT;
                for (int i = 1; i < tab.length-1; i++) {
                    tab2[i][0] = RIGHT|LEFT;
                }
                tab2[tab.length-1][0] = TOP|LEFT;
                mirror(tab2);
                tab = tab2;
            }
            if (action == Action.ADD_LINE_LEFT) {
                int [][] tab2 = new int[tab.length+1][tab[0].length];
                for (int i = 0; i < tab.length; i++) {
                    for (int j = 0; j < tab[0].length; j++) {
                        tab2[i+1][j] = tab[i][j];
                    }
                }
                tab2[0][0] = BOTTOM|RIGHT;
                tab2[1][0] |= LEFT;
                tab2[1][0] -= TOP;
                for (int i = 1; i < tab[0].length-1; i++) {
                    tab2[0][i] = TOP|BOTTOM;
                }
                tab2[0][tab[0].length-1] = TOP|BOTTOM;
                flip(tab2);
                tab = tab2;
            }

        }

        return tab;
    }

    private static void mirror(int [][] tab) {
        for (int i = 0; i < tab.length/2; i++) {
            for (int j = 0; j < tab[0].length; j++) {
                int tmp = tab[tab.length - 1 - i][j];
                tab[tab.length - 1 - i][j] = tab[i][j];
                tab[i][j] = tmp;
            }
        }
        for (int i = 0; i < tab.length; i++) {
            for (int j = 0; j < tab[0].length; j++) {
                if ((tab[i][j] & LEFT)!=0 && (tab[i][j] & RIGHT)==0) {
                    tab[i][j] -= LEFT; tab[i][j] |= RIGHT;
                } else if ((tab[i][j] & RIGHT)!=0 && (tab[i][j] & LEFT)==0) {
                    tab[i][j] -= RIGHT; tab[i][j] |= LEFT;
                }
            }
        }
    }

    private static void flip(int [][] tab) {
        for (int i = 0; i < tab.length; i++) {
            for (int j = 0; j < tab[0].length/2; j++) {
                int tmp = tab[i][tab[0].length - 1 - j];
                tab[i][tab[0].length - 1 - j] = tab[i][j];
                tab[i][j] = tmp;
            }
        }
        for (int i = 0; i < tab.length; i++) {
            for (int j = 0; j < tab[0].length; j++) {
                if ((tab[i][j] & TOP)!=0 && (tab[i][j] & BOTTOM)==0) {
                    tab[i][j] -= TOP; tab[i][j] |= BOTTOM;
                } else if ((tab[i][j] & BOTTOM)!=0 && (tab[i][j] & TOP)==0) {
                    tab[i][j] -= BOTTOM; tab[i][j] |= TOP;
                }
            }
        }
    }


    public static int [][] doubleTab(int [][] tab) {
        boolean [][] shiftTop = new boolean[tab.length][], 
                shiftLeft = new boolean[tab.length][],
                shiftBottom = new boolean[tab.length][],
                shiftRight = new boolean[tab.length][];
        for (int i = 0; i < tab.length; i++) {
            shiftTop[i] = new boolean[tab[i].length];
            shiftLeft[i] = new boolean[tab[i].length];
            shiftBottom[i] = new boolean[tab[i].length];
            shiftRight[i] = new boolean[tab[i].length];
        }

        int x = 0, y = -1;
        for (int i = 0; i < tab.length; i++) {
            if ((tab[i][0] & TOP) != 0) {
                x = i;
            }
        }
        int go = BOTTOM, previous = BOTTOM;
        boolean init = false;
        while (true) {
            if (go == BOTTOM) y++;
            if (go == TOP) y--;
            if (go == LEFT) x--;
            if (go == RIGHT) x++;

            previous = go;

            go = -1;
            if ((tab[x][y] & TOP) != 0 && previous != BOTTOM) go = TOP;
            if ((tab[x][y] & BOTTOM) != 0 && previous != TOP) go = BOTTOM;
            if ((tab[x][y] & LEFT) != 0 && previous != RIGHT) go = LEFT;
            if ((tab[x][y] & RIGHT) != 0 && previous != LEFT) go = RIGHT;
            if (previous == BOTTOM) {
                shiftTop[x][y] = y==0 ? init : shiftBottom[x][y-1];
            }
            if (previous == TOP) {
                shiftBottom[x][y] = shiftTop[x][y+1];
            }
            if (previous == RIGHT) {
                shiftLeft[x][y] = shiftRight[x-1][y];
            }
            if (previous == LEFT) {
                shiftRight[x][y] = shiftLeft[x+1][y];       
            }
            if (go == -1) break;

            if (previous == BOTTOM && go == LEFT) {
                shiftLeft[x][y] = !shiftTop[x][y];
            }
            if (previous == BOTTOM && go == RIGHT) {
                shiftRight[x][y] = shiftTop[x][y];
            }
            if (previous == BOTTOM && go == BOTTOM) {
                shiftBottom[x][y] = shiftTop[x][y];
            }


            if (previous == TOP && go == LEFT) {
                shiftLeft[x][y] = shiftBottom[x][y];
            }
            if (previous == TOP && go == RIGHT) {
                shiftRight[x][y] = !shiftBottom[x][y];
            }
            if (previous == TOP && go == TOP) {
                shiftTop[x][y] = shiftBottom[x][y];
            }

            if (previous == RIGHT && go == TOP) {
                shiftTop[x][y] = !shiftLeft[x][y];
            }
            if (previous == RIGHT && go == BOTTOM) {
                shiftBottom[x][y] = shiftLeft[x][y];
            }
            if (previous == RIGHT && go == RIGHT) {
                shiftRight[x][y] = shiftLeft[x][y];
            }

            if (previous == LEFT && go == TOP) {
                shiftTop[x][y] = shiftRight[x][y];
            }
            if (previous == LEFT && go == BOTTOM) {
                shiftBottom[x][y] = !shiftRight[x][y];
            }
            if (previous == LEFT && go == LEFT) {
                shiftLeft[x][y] = shiftRight[x][y];
            }
        }
        int [][] tab2 = new int[tab.length * 2][];
        for (int i = 0; i < tab2.length; i++) {
            tab2[i] = new int[tab[0].length * 2];
        }

        for (int i = 0; i < tab.length; i++) {
            for (int j = 0; j < tab[0].length; j++) {
                State left = State.NO, right = State.NO, top = State.NO, bottom = State.NO; 
                if ((tab[i][j] & LEFT) != 0) {
                    left = shiftLeft[i][j] ? State.SHIFT : State.YES;
                }
                if ((tab[i][j] & TOP) != 0) {
                    top = shiftTop[i][j] ? State.SHIFT : State.YES;
                }
                if ((tab[i][j] & RIGHT) != 0) {
                    right = shiftRight[i][j] ? State.SHIFT : State.YES;
                }
                if ((tab[i][j] & BOTTOM) != 0) {
                    bottom = shiftBottom[i][j] ? State.SHIFT : State.YES;
                }

                int [] comp = compute(left, top, right, bottom);
                tab2[i*2][j*2] = comp[0];
                tab2[i*2+1][j*2] = comp[1];
                tab2[i*2][j*2+1] = comp[2];
                tab2[i*2+1][j*2+1] = comp[3];
            }
        }
        return tab2;
    }

    private static int [] compute(State left, State top, State right, State bottom) {
        //   |
        // --+
        //
        if (left == State.YES && top == State.SHIFT) {
            return new int[] {LEFT|BOTTOM, TOP|BOTTOM, TOP|RIGHT, TOP|LEFT};// "v^>^";
        }
        if (left == State.SHIFT && top == State.YES) {
            return new int[] {TOP|RIGHT, LEFT|BOTTOM, LEFT|RIGHT, LEFT|TOP}; //"^<>^";
        }
        //   
        // --+
        //   |
        if (left == State.YES && bottom == State.YES) {
            return new int[] {LEFT|RIGHT, LEFT|BOTTOM, RIGHT|BOTTOM, LEFT|TOP}; //">vv<";
        }
        if (left == State.SHIFT && bottom == State.SHIFT) {
            return new int[] {RIGHT|BOTTOM, LEFT|BOTTOM, LEFT|TOP, TOP|BOTTOM}; //">v^v";
        }
        //   |
        //   +--
        //
        if (right == State.SHIFT && top == State.SHIFT) {
            return new int [] {RIGHT|BOTTOM,LEFT|TOP,TOP|RIGHT, LEFT|RIGHT}; //" v<>>";
        }
        if (right == State.YES && top == State.YES) {
            return new int [] {TOP|BOTTOM,RIGHT|BOTTOM,TOP|RIGHT,TOP|LEFT}; //"v>>^";
        }
        //   
        //   +--
        //   |
        if (right == State.YES && bottom == State.SHIFT) {
            return new int [] {RIGHT|BOTTOM, LEFT|RIGHT, TOP|RIGHT, LEFT|BOTTOM}; //"v<>v";
        }
        if (right == State.SHIFT && bottom == State.YES) {
            return new int [] {RIGHT|BOTTOM, LEFT|BOTTOM, TOP|BOTTOM, RIGHT|TOP}; //"v<v^";
        }
        //   
        // --+--
        //   
        if (right == State.YES && left == State.YES) {
            return new int [] {LEFT|BOTTOM, RIGHT|BOTTOM, TOP|RIGHT, LEFT|TOP}; 
        }
        if (right == State.SHIFT && left == State.SHIFT) {
            return new int [] {RIGHT|BOTTOM, LEFT|BOTTOM, LEFT|TOP, RIGHT|TOP}; 
        }
        //   |
        //   +
        //   |
        if (top == State.YES && bottom == State.YES) {
            return new int [] {TOP|RIGHT, LEFT|BOTTOM, BOTTOM|RIGHT, LEFT|TOP}; 
        }
        if (top == State.SHIFT && bottom == State.SHIFT) {
            return new int [] {RIGHT|BOTTOM, LEFT|TOP, RIGHT|TOP, LEFT|BOTTOM}; 
        }
        //
        //   +--
        //
        if (right == State.YES && bottom == State.NO && left == State.NO && top == State.NO) {
            return new int [] {BOTTOM, RIGHT|BOTTOM, TOP|RIGHT, LEFT|TOP}; 
        }
        if (right == State.SHIFT && bottom == State.NO && left == State.NO && top == State.NO) {
            return new int [] {RIGHT|BOTTOM, LEFT|BOTTOM, TOP, RIGHT|TOP}; 
        }

        //   |
        //   +
        //
        if (top == State.YES && bottom == State.NO && left == State.NO && right == State.NO) {
            return new int [] {TOP|RIGHT, LEFT|BOTTOM, RIGHT, LEFT|TOP}; 
        }
        if (top == State.SHIFT && bottom == State.NO && left == State.NO && right == State.NO) {
            return new int [] {BOTTOM|RIGHT, LEFT|TOP, TOP|RIGHT, LEFT}; 
        }
        //   
        //   +
        //   |
        if (bottom == State.YES && top == State.NO && left == State.NO && right == State.NO) {
            return new int [] {RIGHT, LEFT|BOTTOM, BOTTOM|RIGHT, LEFT|TOP}; 
        }
        if (bottom == State.SHIFT && top == State.NO && left == State.NO && right == State.NO) {
            return new int [] {BOTTOM|RIGHT, LEFT, TOP|RIGHT, LEFT|BOTTOM}; 
        }
        //
        // --+
        //
        if (left == State.YES && bottom == State.NO && right == State.NO && top == State.NO) {
            return new int [] {LEFT|BOTTOM, BOTTOM, TOP|RIGHT, LEFT|TOP}; 
        }
        if (left == State.SHIFT && bottom == State.NO && right == State.NO && top == State.NO) {
            return new int [] {BOTTOM|RIGHT, LEFT|BOTTOM, LEFT|TOP, TOP}; 
        }
        return null;
    }
}