Szkocka krata i gra w życie - czyli sąsiedztwo Moora

Dotychczasowe przykłady automatu dwuwymiarowego stosowały tzw. sąsiedztwo von Neumana. Alternatywą jest sąsiedztwo Moore, które teraz zaimplementujemy w naszym automacie z regułą modulo:

Różnica polega na tym, że sąsiadami komórki aktualnej, poza sąsiadującymi "przez ścianę", są też komórki sąsiadujące "po rogach". Czyli zamiast 4 sąsiadów komórka ma ich 8.

Reszta programu pozostaje bez zmian, ale efekt mniej już przypomina arabskie mozaiki, a bardziej jakieś tkaniny - np. momentami serwetki, a czasem szkocką kratę...

Mając już taką wersję automatu komórkowego jesteśmy dosłownie o krok od zaimplementowania najsławniejszego z automatów - "Life" czyli "gry w życie" Johna Conwaya.

Po pierwsze deklarujemy trzy zmienne (linie 12-14), które są parametrami modelu - minim to najmniejsza liczba sąsiadów przy których komórka przeżywa, czyli jej stan pozostaje równy 1, maxim to maksymalna liczba sąsiadów przy których komórka przeżywa, a birth  to liczba sąsiadów, przy której komórka "martwa" (o stanie 0) może stać się żywa, czyli posiąść stan 1. Wartości domyślne tych zmiennych odpowiadają parametrom Life Conwaya, ale modyfikując je możecie zbadać też niektóre inne automaty z tej rodziny - czasem są zaskakujące.

Po drugie, ze względów kosmetycznych staramy się żeby szerokość i wysokość świata automatu była wielokrotnością 3 (linia 6) i  wyświetlamy sobie kontrolnie na konsoli realny rozmiar świata i okna, żeby mieć pewność że okno ma wystarczający rozmiar.

Wreszcie zmieniamy inicjalizację automatu w taki sposób żeby był zasiewany wyłącznie jedynkami - bo takie są reguły tego modelu.
Po modyfikacji deklaracji i procedury setup() możemy przejść do implementacji reguły automatu w procedurze draw():

Sama reguła (linie 87-98) zależna jest obowiązkowo od stanu komórki aktualnej. 

• Jeśli jest ona martwa to może ożyć wtedy i tylko wtedy gdy ma birth sąsiadów. 
• Gdy jest już żywa, to może przeżyć jeśli jej liczba sąsiadów mieści się w zakresie od minim do maxim.

W obu przypadkach zapisujemy obie wartości do tablicy WorldNew, bo nie zawiera ona stanu poprzedniego tylko poprzedni od poprzedniego. Można by ten fragment zoptymalizować, ale chyba nie warto...

Można też zredukować liczbę kolorów w pętli wyświetlania co nieco przyśpieszy wykonanie instrukcji switch. Zrobiłem to (linie 54-58), ale nie sprawdzałem jaki jest zysk, bo i tak wąskim gardłem tego programu jest przede wszystkim wyświetlanie.
Poniżej efekt działania po dosyć dużej liczbie kroków, gdzie praktycznie całość świata zajmują już struktury niezmienne "martwe natury" i proste oscylatory...
Ale i tak najciekawsze jest obserwowanie dynamiki - żadem obrazek tego nie odda. Obserwując uważne uda wam się na pewno zaobserwować tzw. szybowce, ale może też inne gatunki "statków kosmicznych"