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Gymnasium Laurentianum
[  Apfelmännchen Programme  ]
 

Die Aufgabe

Ein Informatikkurs bekam Informationen zur Mandelbrotmenge und die Aufgabe, ein entsprechendes Programm zu erstellen. Welche Eigenschaften das Programm haben sollte und die Programmiersprache wurden freigestellt.

Die Ergebnisse zweier Beispielprogramme in Turbopascal wurden den Schülern gezeigt.


1. Pascal-Beispiel, einfach   2. Pascal-Beispiel, aufwendig; anklicken für mehr Details


1. Beispiel, ganz einfach
Dies Beispiel hat eine Anfängerin nach kurzer Einführung in Turbopascal programmiert. Das Programm ist eine Minimalversion, die nur dieses eine Bild erzeugen kann.


2. Beispiel, recht aufwendig
Bei diesem Beispiel können viele Parameter verändert werden: Rechentiefe, Farbschema, Zoomfaktor. Die Rechnungen sind bis zur technischen Grenze des Arithmetikprozessors möglich. Für die Einfärbung stehen nur 16 Farben zur Verfügung.



Die Ergebnisse

Es wurden dann 11 Arbeiten von den Schülern eingereicht, die sich in vielfältiger Weise unterscheiden. Die Spannweite reicht von Programmen, die in einfacher Farbgebung nur ein einziges Bild erzeugen können bis zu Programmen, die beliebig zoomen können und raffinierte Farbschemata benutzen. 5 Programmiersprachen wurden eingesetzt. Dabei waren:

  • 6 Programme in TurboPascal
  • 1 Programm in VisualBasic
  • 2 Programme in Delphi
  • 1 Programm in Java
  • 1 Programm in Python


1. Pascal-Ergebnis, einfach und interessant gefärbt   2. Pascal-Ergebnis, schnell und einfach


1. Ergebnis
ganz einfach, aber interessant gefärbt
TurboPascal

Hier kann nur dieses eine Apfelmännchen erzeugt werden. Es wurde versucht eine ansprechende Einfärbung zu machen.


2. Ergebnis
ganz einfach, aber sehr schnell
TurboPascal

Dies Programm kann nur dieses eine Apfelmännchen erzeugen. Das Programm ist auf maximale Geschwindigkeit optimiert.



Die beiden oben gezeigten Programme beschränkten sich darauf, nur ein einziges Standardbild des Apfelmännchens zu erzeugen. Die anderen vier Turbopascal-Programme erlauben aber einige Parameter zu setzen. Dabei sind drei Programme sehr ähnlich: Sie haben ein ähnliches simples Farbschema und in einem umständlichen Dialog kann man die Stelle zum Zoomen und die Parameter setzen. Das letzte TurboPascal-Programm hat dagegen verschiedene Farbschemata und eine bequemes Benutzerinterface.


3. Pascal-Ergebnis, einfach gefärbt und zoomfähig   4. Pascal-Ergebnis, einfach gefärbt und zoomfähig


3. Ergebnis
einfach gefärbt, zoomfähig
TurboPascal

Dies ist das Startbild des Programms. So ähnlich sieht es auch bei Ergebnis 4 und 5 aus.


4. Ergebnis
einfach gefärbt, zoomfähig
TurboPascal

Etwas umständlich kann man dieses gezoomte Bild erzeugen. Ganz ähnlich auch bei Ergebnis 3 und 5.



5. Pascal-Ergebnis, einfach gefärbt und zoomfähig; anklicken für mehr Details   6. Pascal-Ergebnis, aufwendig und leichte Bedienung; anklicken für mehr Details


5. Ergebnis
einfach gefärbt, zoomfähig
TurboPascal

Das Bild ist noch eine Stufe weiter gezoomt. Bei starker Vergößerung wird das Farbschema untauglich. Bei Ergebnis 3 und 4 ist es ganz ähnlich.


6. Ergebnis
mehrere Parameter sind zu beeinflussen
TurboPascal

Dies Programm ähnelt den vorigen und hat die gleiche Schwäche bei der Farbgebung bei starker Vergrößerung. Es ist aber ganz erheblich einfacher in der Handhabung und hat insgesamt mehr Möglichkeiten.



Das Programm in VisualBasic macht Gebrauch von den gegenüber TurboPascal weit besseren Möglichkeiten der Farbgestaltung. Außerdem ist es ein echtes Windows-Programm. Weitere Möglichkeiten wurden jedoch nicht realisiert, so dass es im Kern ein ganz simples Programm ist, aber eines mit einem schönen Ergebnis.


7. VisualBasic-Ergebnis, einfach gefärbt und zoomfähig; anklicken für mehr Details    


7. Ergebnis
interessant gefärbt, kein Zoom
VisualBasic

Das Programm kann nur ein Standard-Apfelmännchen erzeugen, das aber in verschiedenen Farbgebungen.

 


Die beiden Delphi-Programme machen Gebrauch von allen Möglichkeiten der Sprache und bemühen sich auch, dem Anwender alle Möglichkeiten zu geben, das Apfelmännchen zu erforschen. Das erste Programm hat nur ein Farbschema, das für starke Vergrößerungen keine guten Ergebnisse liefert. Das zweite Programm bietet da bessere Färbungsmöglichkeiten.


8. Delphi-Ergebnis, einfach gefärbt und zoomfähig; anklicken für mehr Details   9. Delphi-Ergebnis, nahezu alle Möglichkeiten; anklicken für mehr Details


8. Ergebnis
einfaches Farschema zoomfähig
Delphi

Mit der Maus können Stellen zum Zoomen ausgewählt werden. Eine beliebige Rechentiefe kann gesetzt werden. Bei starker Vergrösserung ist die Farbgebung nicht mehr angemessen.


9. Ergebnis
mehrere Farbschemata, alle Parameter beeinflussbar
Delphi

Mit der Maus können Stellen zum Zoomen ausgewählt werden. Eine beliebige Rechentiefe kann gesetzt werden. Das Programm bietet einige attraktive Farbgebungen.



Die beiden letzten Ergebnisse benötigen Java 2. Das eine Programm ist direkt in Java 2 geschrieben und das andere in der Interpreter-Sprache Python in der Version Jython, die Jave benutzt. Das Java-Programm ist im Anwenderinterface noch nicht fertig und deshalb macht es etwas Mühe, gute Ergebnisse zu erzielen, aber es ist möglich. Das Python-Programm hat zwei Schwächen: nur ein brauchbares Farbschema und langsame Ausführung. Ansonsten bietet es alle Möglichkeiten, wenn man es denn zum Laufen bringt.


10. Java-Ergebnis, anspruchsvoll aber noch nicht ausgereift; anklicken für mehr Details   11. Python-Ergebnis, alle Möglichkeiten; anklicken für mehr Details


10. Ergebnis
anspruchsvoll aber noch nicht ausgereift
Java 2

Das Programm ist anspruchsvoll geplant, jedoch ist das Anwenderinterface noch nicht ausgereift und noch sind nicht alle Möglichkeiten realisiert.  (eine Animation


11. Ergebnis
alle Möglichkeiten
Python mit Java 2

Das Programm kann sehr viel und bietet eine Vielzahl von interaktiven Möglichkeiten.  (eine Animation)  Ein Schwachpunkt ist, dass nur ein brauchbares Farbschema vorhanden ist. Das Programm ist nur mit Java lauffähig.




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