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Mandelbrot/Newton.py
2026-01-07 20:12:57 +01:00

58 lines
1.7 KiB
Python

import math
from PIL import Image
width, height = 800, 800
max_iter = 40
tolerance = 0.001 # Wie nah müssen wir an der Nullstelle sein?
# Die drei Nullstellen von z^3 - 1 = 0
roots = [
complex(1, 0),
complex(-0.5, math.sqrt(3) / 2),
complex(-0.5, -math.sqrt(3) / 2)
]
# Farben für die drei Nullstellen (Rot, Grün, Blau)
root_colors = [
(255, 0, 0),
(0, 255, 0),
(0, 0, 255)
]
img = Image.new('RGB', (width, height), (0, 0, 0))
pixels = img.load()
for py in range(height):
for px in range(width):
# Koordinaten umrechnen (von -2 bis 2)
zx = -2.0 + (px / width) * 4.0
zy = -2.0 + (py / height) * 4.0
z = complex(zx, zy)
found = False
for n in range(max_iter):
if abs(z) < 0.000001: break # Vermeidung von Division durch Null
# Newton-Schritt für f(z) = z^3 - 1
# Formel: z = z - f(z) / f'(z) => z = z - (z^3 - 1) / (3 * z^2)
z_next = z - (z ** 3 - 1) / (3 * z ** 2)
# Prüfen, ob wir nah genug an einer der Wurzeln sind
for i, root in enumerate(roots):
diff = z_next - root
if abs(diff) < tolerance:
# Farbe basierend auf der Wurzel, Helligkeit basierend auf Iterationen
brightness = int(255 * (1 - n / max_iter))
r, g, b = root_colors[i]
pixels[px, py] = (
int(r * (brightness / 255)),
int(g * (brightness / 255)),
int(b * (brightness / 255))
)
found = True
break
if found: break
z = z_next
img.save("newton_fractal.png")
img.show()