7. Das Programm "RK-Mandelbrot"

"RK-Mandelbrot" wurde nach Vorarbeiten in TurboPascal von Grund auf in Microsoft Visual Basic^® 3.0 entwickelt. Diese Programmiersprache ermöglicht einfache Bedienung des Programmes durch die objektbasierte Umgebung der Windows-Oberfläche. Auch bei der Entwicklung wird in dieser Umgebung die grafische Gestaltung gegenüber DOS-Programmiersprachen weit vereinfacht.

Da das Programm während der Erstellung dieser Arbeit ebenfalls weiterentwickelt wurde, gibt es davon auch mehrere Versionen. Die nachfolgenden Angaben beziehen sich daher alle auf die derzeit aktuelle Version 2.00.

7.1 Starten des Programmes und Voraussetzungen

"RK-Mandelbrot 2.00" kann auch von einer Diskette aus gestartet werden, allerdings benötigt das Programm dazu einige Dateien im Systemverzeichnis von Microsoft Windows^® (meist c:\windows\system): Wie bei jedem Visual Basic 3-Programm ist die Dynamic Link Library "vbrun300.dll" zur Verwendung des Programmes notwendig. Außerdem wird für den Betrieb des "Standarddialog"-Modules (im Menüpunkt "Datei - Speichern..." verwendet) die Datei "cmdialog.vbx" benötigt. Beide Dateien sind im Lieferumfang von Visual Basic^® 3.0 enthalten. Die Dateien "mandl200.exe" (Programmdatei), "mandel.dll" (selbsterstellte DLL für Iterationsalgorithmus), "mandel.hlp" (Hilfe) und "d2htools.dll" (für Hilfe notwendig) ergeben zusammen das Programm "RK-Mandelbrot" und sollten sich in einem gemeinsamen Verzeichnis befinden, so wie es auf der beigelegten Diskette der Fall ist.

Es ist nicht empfehlenswert, das Programm mit einem Prozessor zu betreiben, der einer älteren Generation als Intels^® i486 angehört, da bei diesen die Rechenzeit für die Bilder sehr lange wird. Daher wird am Beginn des Programmes auch überprüft, mit welchem Prozessor das System betrieben wird. Wird nicht ein i486 oder höher festgestellt, so wird eine entsprechende Meldung ausgegeben. Weiters wird beim Start auch die gesamte Systeminformation, die im Infofenster abzulesen ist, abgefragt. Allerdings werden Festplatten- und RAM-Speicherinformationen bei jedem Aufruf dieses Fensters aktualisiert.

Schließlich startet das Programm im Vollbildmodus mit einem leeren Hauptfenster und wartet auf Eingaben. Diese können entweder über Menübefehle oder die dazugehörigen Tastenkombinationen ("Shortcuts") dem Programm mitgeteilt werden.

7.2 Funktion "Neues Bild zeichnen..."

Wählen Sie im Menü "Datei" den Punkt "Neues Bild zeichnen...". Jetzt wird ein Dialogfenster dargestellt, in dem Sie sämtliche Einstellungen für Ihr gewünschtes Bild vornehmen können.

7.2.1 Bereich "Ausschnitt-Koordinaten"/"Koordinaten von C"

Im Bereich "Ausschnitt-Koordinaten" dieses Fensters können Sie den Ausschnitt der Mandelbrotmenge bestimmen, der gezeichnet werden soll. Die Felder zum Eingeben der Koordinaten wurden so definiert, daß es unmöglich ist, nicht existierende Zahlen einzugeben. Durch die Felder "Breite" und "Höhe" dieses Bereichs ist es gut möglich, die Werte aufeinander und mit der Pixelgröße des Bildes übereinzustimmen.

Ist die Option "Julia-Menge" angewählt, so wird dieser Bereich in "Koordinaten von C" umbenannt und er stellt nur mehr zwei Felder für die Konstante C zur Verfügung. Hier ist es unmöglich, nur einen Ausschnitt auszuwählen und in der Folge bleibt daher auch die Zoom-Funktion deaktiviert.

7.2.2 Bereich "Pixelgröße"

Im Bereich "Pixelgröße" können Sie angeben, wie groß das Bild gezeichnet werden soll. Die Vorgabe ist 400x400, Sie können aber auch viel kleinere oder viel größere Bilder zeichnen, auch wenn diese über die Größe des Bildschirms hinausgehen. Ist dies der Fall, dann werden im Hauptfenster Bildlaufleisten angezeigt, das Bild wird vollständig berechnet und wie jedes andere behandelt.

7.2.3 Bereich "Einstellungen"

Dieser Bereich gibt Ihnen die Möglichkeit, das Iterationsmaximum und bei Mandelbrot-Ausschnitten die Farbgebung ("Palette") zu verändern. Das Iterationsmaximum gibt die maximal durchzuführende Anzahl an Iterationen an. Wie schon vorher beschrieben, müßten ja theoretisch unendlich viele Iterationen durchgeführt werden. Aufgrund der dann auch unendlichen Rechenzeit ist dies aber unmöglich. Durch diese Einstellung der Obergrenze können Sie die Geschwindigkeit und die Genauigkeit des Bildes beeinflussen. Je höher diese Zahl, umso besser ist die Qualität, aber umso länger ist die benötigte Rechenzeit. Bei Mandelbrot-Ausschnitten wurden mit einem Maximum von 500 Iterationen gute Ergebnisse erzielt, bei Julia-Mengen auch schon mit 50.

Die Palette bestimmt die Farbgebung der Mandelbrot-Menge, wobei aber trotzdem auch das Iterationsmaximum eine Rolle spielt, da es die Farbbereiche zusätzlich verschiebt. Im Programm stehen 5 Paletten zur Auswahl: Die Palette "Standard" verwendet nur die 16 Standardfaben, alle anderen können je nach eingestellter Windows^®-Farbtiefe bis zu 16,7 Millionen Farben verwenden. Bei 256 Bildschirmfarben werden aber durch die Farbannäherungen, die Visual Basic^® selbsttätig vornimmt, trotzdem nur 16 Farben verwendet. Die Paletten 2 bis 5 stellen verschiedene Variationen der Regenbogenfarben in linearer und quadratischer Anordnung dar. Die letzte Palette, "RK-spezial", wurde speziell für die Mandelbrotmenge erstellt und zeigt sich als sehr fein abgestuft. Daher wurde sie auch für alle Bilder, die in dieser Arbeit auftreten, verwendet. Mit welcher Palette Ihr gewählter Ausschnitt am besten aussieht, müssen sie selbst durch Probieren feststellen.

7.2.4 Option "Julia-Menge" und Schaltflächen

Die Option "Julia-Menge" aktiviert die Darstellung von Julia-Mengen. Diese werden immer schwarz auf weiß und, wie schon erwähnt, im Bereich (-2/-2) bis (2/2) dargestellt.

Durch Drücken der Schaltfläche "Testbild" wird der gewählte Ausschnitt mit den gewählten Einstellungen im Feld "Testbild" dargestellt. Diese Voransicht des Ausschnittes (oder der Julia-Menge) ist sehr hilfreich, wenn Sie nicht wissen, wie das fertige Bild wirklich aussehen wird. Auch bei der Auswahl der Palette bietet das Testbild Hilfe. Die Berechnung des Testbildes kann mit der Escape-Taste ("Esc") unterbrochen werden.

Wählen Sie schließlich die Schaltfläche "Zeichnen", so wird das Bild in voller Größe am Hauptbildschirm gezeichnet und das Fenster "Neues Bild zeichnen..." ausgeblendet. Wird dieses Fenster aber später wieder aufgerufen, so bleiben dort die Einstellungen des zuletzt gezeichneten Ausschnittes erhalten, auch wenn dieser mittels der Zoom-Funktion ermittelt wurde. Das Zeichnen eines Bildes kann durch "Datei - Schließen" beendet werden. Das Beenden des Programmes ist auch während des Zeichnens möglich.

Die Schaltfläche "Abbrechen" blendet das aktuelle Fenster aus und kehrt zum Hauptbildschirm zurück, ohne ein Bild zu zeichnen.

7.3 Weitere Menüfunktionen

7.3.1 Speichern des Bildes

Mit dem Menü "Datei - Speichern..." können Sie das angezeigte Bild als Windows^® Bitmap-Datei (.BMP) abspeichern. Diese Dateien sind dann in fast allen Windows^®-Anwendungen weiterverwendbar. Wenn Sie das Programm unter Windows 95^® ausführen, kann es allerdings zu Problemen beim Importieren dieser Dateien in andere Anwendungen kommen. Öffnen Sie dann die Bilder in Microsoft Paint^® und speichern sie diese dort mit weniger als 24 Bit Farbtiefe wieder ab oder kopieren Sie sie über die Zwischenablage in eine andere Anwendung und speichern Sie die Bilder von dort aus ab, dann sind sie für andere Anwendungen ohne Probleme lesbar.

7.3.2 Drucken des Bildes

Der Befehl "Datei - Drucken" druckt, wie der Name schon sagt, das Bild auf dem aktuellen Standarddrucker aus, der in der Systemsteuerung beziehungsweise im Druckerordner unter Windows 95^® eingestellt werden kann. Dabei ist allerdings zu beachten, daß nur die Standard-Seitenränder des Druckers verwendet werden und die Größe des Bildes nicht verändert werden kann. Die Ränder können besonders bei Tintenstrahldruckern zu Problemen führen, da dort das Bild oft ganz am Seitenrand gedruckt wird. Soll das Bild in anderer Größe und/oder mit anderen Rändern ausgedruckt werden, so sollte es in die Zwischenablage kopiert oder als Bitmap gespeichert und aus einer anderen Anwendung gedruckt werden.

7.3.3 Kopieren des Bildes in die Zwischenablage

Wenn Sie den Befehl "Bearbeiten - In Zwischenablage kopieren" wählen, können Sie das Bild in fast jede Windows-Anwendung kopieren, indem Sie anschließend dort den Befehl "Bearbeiten - Einfügen" wählen.

7.4 Die Zoom-Funktion

Der Menüpunkt "Bearbeiten - Zoom ein" (nur bei Mandelbrot-Ausschnitten) öffnet die Zoom-Funktion von "RK-Mandelbrot". Im Bild wird ein Rahmen angezeigt, und ein eigenes Fenster zur Bedienung dieser Funktion wird angezeigt. Durch "Bearbeiten - Zoom aus" kann beides wieder ohne Änderung des Bildes entfernt werden. Nur bei 16-Farben-Darstellung können durch die Visual Basic-Farbannäherung Reste des Zoom-Rahmens im Bild verbleiben.

Der Zoom-Rahmen kann mit den Schaltflächen für Breite, Höhe und Position und dem Feld "Schrittweite in Pixel" verändert werden. Beim Aktivieren werden Schrittweite und Position des Rahmens in Abhängigkeit von der Bildgröße gewählt. Durch Anwählen der Schaltfläche "Zoom durchführen" wird der durch den Rahmen markierte Bildausschnitt in Größe des vorher angezeigten Bildes vergrößert gezeichnet.

7.5 Menüpunkt "Hilfe - Info"

Mit diesem Menüpunkt wird nicht nur eine normale Programm-Information angezeigt, sondern auch Informationen über das angezeigte Bild (aus dem Fenster "Neues Bild zeichnen...") und ausführliche System-Informationen.

7.6 RK-Mandelbrot 2.00 - Hilfe

Eine besondere, freiwillig hinzugefügte Spezialität stellt die Online-Hilfe zu diesem Programm dar. Sie wurde mit Doc-To-Help^® 1.6 von Wextech Systems, Inc.^® erstellt und ist entweder über das Hilfe-Menü oder als kontext-sensitive Hilfe durch Drücken der F1-Taste zugänglich.