Przyśpieszanie automatu 2D

Automat prezentowany poprzednio jest wystarczająco szybki, żeby go obserwować, ale gdybyśmy chcieli robić jakieś eksperymenty - np. sprawdzać okresowość, albo gdybyśmy zwiększyli rozmiar świata do 1000x1000 to byłoby prawdopodobnie już zbyt wolno. Przynajmniej na moim komputerze robiło się nużąco ;-)
W jaki sposób możemy ten program przyśpieszyć?
Prawdziwi programiści dokonali by tzw. profilowania kodu i ustalili, w których liniach program "siedzi" najdłużej. Wy na razie musicie mi uwierzyć na słowo - w tym przypadku najkosztowniejsze czasowo jest po prostu rysowanie na ekranie, czyli wywołania procedury point().
Co możemy na to poradzić skoro za każdym razem musimy odrysować stan całego automatu?
Ale czy na pewno?
Zauważcie że jeśli startujemy od pojedynczej komórki (co jak ustaliliśmy jest znacznie ciekawsze niż start z losowego wypełnienia większą ich liczbą) to widzimy wyraźną okresowość działania automatu. Bardzo rzadko faktycznie zmienia się stan wszystkich komórek - zazwyczaj spora cześć, zwłaszcza czarnych pozostaje w tym samym kolorze...
Gdybyśmy wiedzieli czy komórka na ekranie ma już właściwy kolor moglibyśmy rysować tylko to co się zmieniło, zmniejszając liczbę wywołań kosztownej operacji point().
Ale przecież wiemy! Potrzebna informacja jest już w programie - wystarczy porównać komórkę tablicy WorldOld z tablica WorldNew.

Pojawia się jednak problem kosmetyczny. Napis który dotychczas pojawiał się na co krok odświeżanym tle jest teraz na skraju pola, który odświeżany jest stosunkowo rzadko, więc wyniki działania kolejnych wywołań text() nakładają się na siebie.

Musimy więc przenieść napis gdzieś poza obszar wyświetlania świata i samemu zadbać o odświeżanie tła. To właśnie wykonywane jest w liniach 93-96.

Wszystko w porządku?
Nie?
Oczywiście że nie - chyba że sami wpadliście na konieczne modyfikacje setupu.

Po pierwsze okno musi mieć dodatkowe miejsce na wyświetlanie napisu. Będzie więc trochę prostokątne (linia 15).

Ale jest jeszcze jedna, poważniejsza sprawa. Musimy zadbać o to, żeby w pierwszym kroku CAŁA tablica New różniła się od tablicy Old.  Gwarantuje to wypełnienie tablicy New wartościami -1. Tablica Old jest przez system wypełniona zerami z pewną domieszką naszych wylosowanych stanów. Dzięki temu wszystko zadziała...

Czyli udaje nam się przynajmniej okresowo osiągnąć prędkość ok. 70 klatek na sekundę. Na waszych nowych komputerach może być nawet szybciej.

Ale bez przesady z tymi zachwytami ;-) Cudów nie ma i ta optymalizacja nie zawsze zadziała, a wręcz może być niepotrzebnym obciążeniem. Kiedy?
Wtedy gdy wystartujemy z dosyć gęstego zasiewu, np. Dens=0.1
W takiej sytuacji dosyć szybko osiągamy stan, w którym każda komórka zmienia się w każdym kroku i znowu trzeba odrysować każdą.