demo-14

# filename: demo-14.m
# writer: won sunggyu
# date: 2025-04-22
# language: octave
# description: 2D 등고선 데이타 그리기

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# 초기화
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run("startup.m");
printf(fmt("{mfilename}\n", "#FF5733"));

function noise = perlin2d(width, height, scale)
    % 2D Perlin noise 생성
    % width: 이미지 너비
    % height: 이미지 높이
    % scale: 셀의 크기 (default: 10)

    if nargin < 3
        scale = 10;
    end

    [X, Y] = meshgrid(1:width, 1:height);
    X = X / scale;
    Y = Y / scale;
    
    % 랜덤 gradient vectors
    grad_x = cos(2 * pi * rand(height + 1, width + 1));
    grad_y = sin(2 * pi * rand(height + 1, width + 1));
    
    % 각 셀의 좌표
    xi = floor(X);
    yi = floor(Y);
    
    % 셀 내부 상대 위치
    xf = X - xi;
    yf = Y - yi;
    
    % dot products for 4 corners
    dot00 = grad_x(sub2ind(size(grad_x), yi+1, xi+1)) .* xf + grad_y(sub2ind(size(grad_y), yi+1, xi+1)) .* yf;
    dot10 = grad_x(sub2ind(size(grad_x), yi+1, xi+2)) .* (xf - 1) + grad_y(sub2ind(size(grad_y), yi+1, xi+2)) .* yf;
    dot01 = grad_x(sub2ind(size(grad_x), yi+2, xi+1)) .* xf + grad_y(sub2ind(size(grad_y), yi+2, xi+1)) .* (yf - 1);
    dot11 = grad_x(sub2ind(size(grad_x), yi+2, xi+2)) .* (xf - 1) + grad_y(sub2ind(size(grad_y), yi+2, xi+2)) .* (yf - 1);
    
    % fade 함수
    u = fade(xf);
    v = fade(yf);
    
    % 선형 보간
    nx0 = lerp(dot00, dot10, u);
    nx1 = lerp(dot01, dot11, u);
    noise = lerp(nx0, nx1, v);
end

function out = fade(t)
    out = t .* t .* t .* (t .* (t * 6 - 15) + 10);
end

function out = lerp(a, b, t)
    out = a + t .* (b - a);
end

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# 데이터 준비
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img = perlin2d(256, 256, 60);


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# 데이터 연산
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# 그래프 그리기
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figured("Size", [960, 960], "Move", [-1280, 0], "Name", mfilename);
ax1 = subplots(2, 2);

imshow(repmat(uint8((img+1.0)/2.0*255), [1, 1, 3]), "Parent", ax1(1, 1));
contourf(ax1(1, 2), img, 16);
contour3(ax1(2, 1), img, 16);

x = size(img, 2);
y = size(img, 1);
[xx, yy] = meshgrid(1:x, 1:y);
scatter3(ax1(2, 2), xx(:), yy(:), img(:), 1, img(:), "filled", "MarkerFaceAlpha", 0.5);

set(ax1(1, 1), "DataAspectRatio", [1, 1, 1]);
set(ax1(1, 2), ...
    "DataAspectRatio", [1, 1, 1], ...
    "YDir", "reverse", ...
    "XTick", [], "YTick", [], ...      % 눈금 제거
    "XColor", "none", "YColor", "none" % 테두리 제거
);
set(ax1(2, 1), ...
    "YDir", "reverse", ...
    "XTick", [], "YTick", [], "ZTick", [], ...      % 눈금 제거
    "XColor", "none", "YColor", "none", "ZColor", "none", ... % 테두리 제거
    "View", [15, 51]
);
set(ax1(2, 2), ...
    "YDir", "reverse", ...
    "XTick", [], "YTick", [], "ZTick", [], ...      % 눈금 제거
    "XColor", "none", "YColor", "none", "ZColor", "none", ... % 테두리 제거
    "View", [15, 51]
);

title(ax1(1, 1), "Height Map (Grayscale)");
title(ax1(1, 2), "Height Map (Contour)")
title(ax1(2, 1), "Height Map (3D Contour)");
title(ax1(2, 2), "Height Map (3D Scatter)");

set_axes_layout(ax1, [1, 1], [1, 1]);