Я нарисовал эту карту областей воображаемого слова за несколько минут в MS Paint:

Я думаю, что иметь возможность генерировать карты подобным образом программно было бы действительно здорово.

Вызов

Напишите программу, которая принимает положительные целые числа Wи Hнепустой набор натуральных чисел S.

Создайте стандартное изображение истинного цвета , Wширина которого равна пикселям H.

Для каждого целого числа iв S, нарисовать плоскую область в изображении , площадь которой в пикселях пропорционально i, используя цвет , отличающийся от любых соседних областей. В частности, количество пикселей в области должно быть W * H * i / sum(S)округлено вверх или вниз, чтобы гарантировать, что каждый пиксель изображения принадлежит области .

Плоская область - это набор пикселей со свойством, что любой пиксель в области может быть достигнут из любого другого, оставаясь в пределах области и двигаясь только ортогонально (а не по диагонали). Моя карта выше имеет 10 плоских областей.

Все пиксели в плоской области должны быть одного цвета, который должен отличаться от цвета любых соседних областей. Регионы могут быть одного цвета, если они не являются соседями.

В противном случае нет никаких ограничений на то, как вы формируете, позиционируете или окрашиваете свои регионы. Это конкурс популярности. Цель состоит в том, чтобы создать программу, которая делает реалистичные карты воображаемых миров, физических или политических, с любой географией, в любом масштабе.

Естественно, пожалуйста, покажите свои лучшие выходные изображения, а не только ваш код.

Детали

• Возьмите данные из файла, командной строки, стандартного ввода или подобного. Сохраните изображение в любом стандартном формате или отобразите его на экране.
• Ваша программа должна быть детерминированной для идентичных входных данных. То есть, вывод изображение всегда должно быть одинаковым для некоторой частности H, Wи S. (Обратите внимание, что Sэто набор , а не список, поэтому его порядок не имеет значения.) В противном случае вы можете использовать случайность там, где это необходимо, хотя вам это и не требуется (но я настоятельно рекомендую это).
• География выходного изображения не нуждается в «масштабировании» для различных значений Wили H(хотя это может). Это может быть совершенно иначе.
• Вы можете случайным образом назначать цвета, не обращая внимания на правило цвета соседей, при условии, что существует как минимум 32 случайных цветовых варианта, поскольку маловероятно, что два соседа будут окрашены одинаково.
• Области останавливаются на границах изображения. Там нет обернуть вокруг .
• Области могут содержать ноль пикселей (и, следовательно, могут отсутствовать), как в случае, когда существует больше областей, чем пикселей.

Пример ввода

Допустимая отправка могла сгенерировать мою карту выше с параметрами:

W = 380
H = 260
S = {233, 420, 1300, 3511, 4772, 5089, 9507, 22107, 25117, 26744}

Эти Sзначения в точности соответствуют количеству пикселей в каждой области, но это не обязательно так. Помните, что Sэто набор, поэтому он не всегда сортируется.

Я согласен с остальными, это был удивительно трудный вызов. Частично из-за необходимости иметь смежные пиксели одного и того же типа региона, но также из-за эстетической задачи сделать регионы похожими на карту стран.

Вот моя попытка ... это ужасно неэффективно, но, кажется, дает разумный результат. Продолжая тенденцию использования общего ввода для целей сравнения:

Параметры: 380 260 233 420 1300 3511 4772 5089 9507 22107 25117 26744

Параметры: 380 260 8 5 6 7 8 4 5 6 7 9 4 6 9 5 8 7 5

Темный век Камелота 213 307 1 1 1

Мой более крупный пример: (640 480 6 1 7 2 9 3 4 5 6 1 9 8 7 44 3 1 9 4 5 6 7 2 3 4 9 3 4 5 9 8 7 5 6 1 2 1 2 1 2 6 7 8 9 63 3)

Пример с большим количеством стран: 640 480 6 1 7 2 9 3 4 5 6 1 9 8 7 44 3 1 9 4 5 6 7 2 3 4 9 3 4 5 9 8 7 5 6 1 2 1 2 1 2 6 7 8 9 63 5 33 11 88 2 7 9 5 6 2 5 7

package GenerateRealisticMaps;

import java.awt.Color;
import java.awt.Graphics2D;
import java.awt.Point;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.HashSet;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Random;
import java.util.Set;
import javax.imageio.ImageIO;

public class GenerateRealisticMaps
{
    private static final Random rand = new Random(3);
    private static final Color[] paletteizedColours = new Color[100];

    // create colour palette
    static
    {
        paletteizedColours[0] = new Color(0xFF000000);
        for (int i = 1; i < paletteizedColours.length; i++)
        {
            paletteizedColours[i] = Color.getHSBColor(rand.nextFloat(), rand.nextFloat(), 0.5f + rand.nextFloat() * 0.4f);
        }
    }

    /**
     * Represents a pixel that is the boundary of a region
     * @author default
     *
     */
    public static class BoundaryPixel
    {
        public BoundaryPixel(int x, int y, int otherRegionId)
        {
            super();
            this.x = x;
            this.y = y;
            this.otherRegionId = otherRegionId;
        }

        int x;
        int y;
        int otherRegionId;
    }

    /**
     * Group of adjacent pixels that represent a region (i.e. a country in the map)
     * @author default
     *
     */
    public static class Region
    {
        static private int masterId = 0;

        Region(int desiredSize)
        {
            this.desiredSize = desiredSize;
            id = ++masterId;
        }

        int desiredSize;
        int size = 0;
        int id;
        List<BoundaryPixel> boundary = new ArrayList<GenerateRealisticMaps.BoundaryPixel>();

    }

    /**
     * Container of regions
     * @author default
     *
     */
    public static class Regions
    {
        List<Region> regionList = new ArrayList<GenerateRealisticMaps.Region>();
        Map<Integer, Region> regionMap = new HashMap<Integer, GenerateRealisticMaps.Region>();
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException
    {
        int width = Integer.parseInt(args[0]);
        int height = Integer.parseInt(args[1]);
        int[] s = new int[args.length - 2];

        // read in the region weights
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < args.length - 2; i++)
        {
            sum += s[i] = Integer.parseInt(args[i + 2]);
        }

        int totalPixels = width * height;

        double multiplier = ((double) totalPixels) / sum;

        // convert region weights to pixel counts
        int runningCount = 0;
        for (int i = 0; i < s.length - 1; i++)
        {
            runningCount += s[i] = (int) (multiplier * s[i]);
        }
        s[s.length - 1] = totalPixels - runningCount;

        Regions regions = new Regions();
        int[][] map = new int[width][height];

        // initialise region starting pixels
        for (int v : s)
        {
            Region region = new Region(v);
            regions.regionList.add(region);
            regions.regionMap.put(region.id, region);

            int x;
            int y;
            do
            {
                x = rand.nextInt(width);
                y = rand.nextInt(height);
            } while (map[x][y] != 0);

            map[x][y] = region.id;
            region.size++;

        }

        // initialise a "height" map that provides cost to claim a unclaimed region. This allows for more natural shaped countries
        int[][] heightMap = new int[width][height];
        for (int i = 0; i < width; i++)
        {
            for (int j = 0; j < height; j++)
            {
                heightMap[i][j] = rand.nextInt(50);
            }
        }

        boolean equal = false;

        // main loop
        do
        {
            growRegions(map, heightMap, width, height, regions);

            // determine whether regions have reached their desired size
            equal = true;
            for (Region region : regions.regionList)
            {
                equal = equal && region.size == region.desiredSize;
            }

            if (equal)
            {
                HashMap<Integer, Set<Integer>> commonIsolatedRegions = new HashMap<Integer, Set<Integer>>();
                int isolatedRegionId = 0;
                int[][] isolatedRegions = new int[width][height];
                List<Integer> isolatedRegionSize = new ArrayList<Integer>();
                isolatedRegionSize.add(-1); // add dummy entry at index 0 since region ids start at 1

                // go though each pixel and attempt to identify an isolated region from that point if it as not
                // yet been identified... i.e. an enclosed area.
                for (int i = 0; i < width; i++)
                {
                    for (int j = 0; j < height; j++)
                    {
                        if (isolatedRegions[i][j] == 0)
                        {
                            isolatedRegionId++;

                            Point point = new Point(i, j);
                            int size = identifyEnclosedArea(map, isolatedRegions, width, height, point, isolatedRegionId);

                            // add this isolated region id to the group of isolated regions associated with the region at this pixel
                            Set<Integer> isolatedRegionSet = commonIsolatedRegions.get(map[i][j]);
                            if (isolatedRegionSet == null)
                            {
                                isolatedRegionSet = new HashSet<Integer>();
                                commonIsolatedRegions.put(map[i][j], isolatedRegionSet);
                            }
                            isolatedRegionSet.add(isolatedRegionId);
                            isolatedRegionSize.add(size);
                        }
                    }
                }

                // only keep the largest isolated region in each group. Mark the other members in the group areas as unclaimed.
                for (Region region : regions.regionList)
                {
                    Set<Integer> isolatedRegionSet = commonIsolatedRegions.get(region.id);

                    // find the largest isolatedRegion mapped to this region
                    int largestIsolatedRegionId = -1;
                    int largestIsolatedRegionSize = -1;
                    for (Integer isolatedRegionIdentifier : isolatedRegionSet)
                    {
                        if (isolatedRegionSize.get(isolatedRegionIdentifier) > largestIsolatedRegionSize)
                        {
                            largestIsolatedRegionSize = isolatedRegionSize.get(isolatedRegionIdentifier);
                            largestIsolatedRegionId = isolatedRegionIdentifier;
                        }
                    }
                    // remove the largest isolated region (i.e. retain those pixels)
                    isolatedRegionSet.remove(largestIsolatedRegionId);

                    if (isolatedRegionSet.size() > 0)
                    {
                        equal = false;

                        // for all remaining isolated regions mapped to this region, convert to unclaimed areas.
                        for (Integer isolatedRegionIdentifier : isolatedRegionSet)
                        {
                            for (int i = 0; i < width; i++)
                            {
                                for (int j = 0; j < height; j++)
                                {
                                    if (isolatedRegions[i][j] == isolatedRegionIdentifier)
                                        map[i][j] = 0;
                                }
                            }
                        }
                    }
                }
            }

        } while (!equal);

        saveOutputImage("out.final.png", map);
    }

    /**
     * Renders and saves the output image
     * 
     * @param filename
     * @param map
     * @throws IOException
     */
    public static void saveOutputImage(String filename, int[][] map) throws IOException
    {

        final int scale = 1;
        final int width = map.length;
        final int height = map[0].length;
        BufferedImage image = new BufferedImage(width * scale, height * scale, BufferedImage.TYPE_INT_RGB);

        Graphics2D g = (Graphics2D) image.getGraphics();

        for (int j = 0; j < height; j++)
        {
            for (int i = 0; i < width; i++)
            {
                g.setColor(paletteizedColours[map[i][j]]);
                g.fillRect(i * scale, j * scale, scale, scale);
            }
        }

        ImageIO.write(image, "png", new File(filename));
    }

    /**
     * Grows the regions of the world. Firstly by unclaimed cells and then by distributing cells amongst the regions.
     * 
     * @param map
     *            cell to region map
     * @param heightMap
     *            the "height" cost of unclaimed cells. Used to give more natural shapes.
     * @param width
     * @param height
     * @param regions
     */
    public static void growRegions(int[][] map, int[][] heightMap, int width, int height, Regions regions)
    {
        // reset region sizes
        for (Region region : regions.regionList)
        {
            region.size = 0;
            region.boundary.clear();
        }

        // populate corners with adjacent pixel region id... these pixels cannot ever be "grown" into.
        map[0][0] = map[1][0];
        map[width - 1][0] = map[width - 1][5];
        map[width - 1][height - 1] = map[width - 2][height - 1];
        map[0][height - 1] = map[1][height - 1];

        int i, x, y, dx = 0, dy = 0, currHeight, currentId = -1, pixelRegionId;
        Region currRegion = null;
        ;

        // calculate initial region sizes
        for (y = 0; y < height; y++)
        {
            for (x = 0; x < width; x++)
            {
                if (map[x][y] > 0)
                    regions.regionMap.get(map[x][y]).size++;
            }
        }

        // expand regions into surrounding unclaimed pixels.
        // construct a list of region boundary pixels in the process.
        for (y = 1; y < height - 1; y++)
        {
            for (x = 1; x < width - 1; x++)
            {
                int cellId = map[x][y];
                if (cellId > 0)
                {
                    if (cellId != currentId)
                    {

                        currRegion = regions.regionMap.get(map[x][y]);
                        currentId = currRegion.id;
                    }

                    currHeight = heightMap[x][y]++;

                    for (i = 0; i < 4; i++)
                    {
                        switch (i)
                        {
                        case 0:
                            dx = x - 1;
                            dy = y;
                            break;
                        case 1:
                            dx = x + 1;
                            dy = y;
                            break;
                        case 2:
                            dx = x;
                            dy = y - 1;
                            break;
                        case 3:
                            dx = x;
                            dy = y + 1;
                            break;
                        }
                        pixelRegionId = map[dx][dy];
                        switch (pixelRegionId)
                        {
                        // unclaimed cell...
                        case 0:
                            if (heightMap[dx][dy] < currHeight)
                            {
                                map[dx][dy] = currRegion.id;
                                currRegion.size++;
                            }
                            break;
                        // claimed cell...
                        default:
                            if (pixelRegionId != currRegion.id)
                            {
                                currRegion.boundary.add(new BoundaryPixel(dx, dy, pixelRegionId));
                            }
                            break;
                        }
                    }
                }
            }
        }

        HashMap<Integer, List<BoundaryPixel>> neighbourBorders = new HashMap<Integer, List<BoundaryPixel>>();

        // for all regions...
        for (Region region : regions.regionList)
        {
            // that are less than the desired size...
            if (region.size < region.desiredSize)
            {
                neighbourBorders.clear();

                // identify the boundary segment per neighbour of the region
                for (BoundaryPixel boundaryPixel : region.boundary)
                {
                    List<BoundaryPixel> neighbourBorderSegment = neighbourBorders.get(boundaryPixel.otherRegionId);
                    if (neighbourBorderSegment == null)
                    {
                        neighbourBorderSegment = new ArrayList<GenerateRealisticMaps.BoundaryPixel>();
                        neighbourBorders.put(boundaryPixel.otherRegionId, neighbourBorderSegment);
                    }
                    neighbourBorderSegment.add(boundaryPixel);
                }

                out:
                // for each neighbour...
                for (int id : neighbourBorders.keySet())
                {
                    Region neighbourRegion = regions.regionMap.get(id);
                    int surplusPixelCount = neighbourRegion.size - neighbourRegion.desiredSize;
                    // that has surplus pixels...
                    if (surplusPixelCount > 0)
                    {
                        // and convert the border segment pixels to the current region...
                        List<BoundaryPixel> neighbourBorderSegment = neighbourBorders.get(id);
                        int index = 0;
                        while (surplusPixelCount-- > 0 && index < neighbourBorderSegment.size())
                        {
                            BoundaryPixel boundaryPixel = neighbourBorderSegment.get(index++);
                            map[boundaryPixel.x][boundaryPixel.y] = region.id;
                            region.size++;
                            regions.regionMap.get(boundaryPixel.otherRegionId).size--;
                            // until we reach the desired size...
                            if (region.size == region.desiredSize)
                                break out;
                        }
                    }
                }
            }

            // if region contains more pixels than desired...
            else if (region.size > region.desiredSize)
            {
                // and the region has neighbours
                if (region.boundary.size() > 0)
                {
                    // choose a neighbour to off load extra pixels to
                    Region neighbour = regions.regionMap.get(region.boundary.remove(rand.nextInt(region.boundary.size())).otherRegionId);

                    ArrayList<BoundaryPixel> adjustedBoundary = new ArrayList<>();
                    // iterate over the boundary neighbour's boundary pixels...
                    for (BoundaryPixel boundaryPixel : neighbour.boundary)
                    {
                        // and then for those pixels which are of the current region, convert to the neighbour region
                        if (boundaryPixel.otherRegionId == region.id)
                        {
                            map[boundaryPixel.x][boundaryPixel.y] = neighbour.id;
                            neighbour.size++;
                            region.size--;
                            // stop when we reach the region's desired size.
                            if (region.size == region.desiredSize)
                                break;
                        }
                        else
                        {
                            adjustedBoundary.add(boundaryPixel);
                        }
                    }
                    neighbour.boundary = adjustedBoundary;
                }
            }
        }

    }

    /**
     * identifies the area, starting at the given point, in which adjacent pixels are of the same region id.
     * 
     * @param map
     * @param isolatedRegionMap
     *            cells identifying which area that the corresponding map cell belongs
     * @param width
     * @param height
     * @param point
     *            the starting point of the area to be identified
     * @param isolatedRegionId
     *            the id of the region to assign cells with
     * @return the size of the identified area
     */
    private static int identifyEnclosedArea(int[][] map, int[][] isolatedRegionMap, int width, int height, Point point, final int isolatedRegionId)
    {
        ArrayList<Point> stack = new ArrayList<Point>();
        final int EXPECTED_REGION_ID = map[point.x][point.y];
        stack.add(point);
        int size = 0;

        while (stack.size() > 0)
        {
            Point p = stack.remove(stack.size() - 1);
            int x = p.x;
            int y = p.y;
            if (y < 0 || y > height - 1 || x < 0 || x > width - 1 || isolatedRegionMap[x][y] > 0)
                continue;
            int val = map[x][y];
            if (val == EXPECTED_REGION_ID)
            {
                isolatedRegionMap[x][y] = isolatedRegionId;
                size++;
                stack.add(new Point(x + 1, y));
                stack.add(new Point(x - 1, y));
                stack.add(new Point(x, y + 1));
                stack.add(new Point(x, y - 1));
            }
        }

        return size;
    }

}

Пояснение (из комментариев)

Алгоритм довольно прост: сначала инициализируйте карту со случайными весами, выберите случайные начальные пиксели для каждого из регионов страны. Во-вторых, «увеличивайте» каждую область, пытаясь претендовать на невостребованные смежные пиксели. Это происходит, когда вес текущего пикселя превышает невостребованный вес.

Каждый пиксель в области увеличивает свой вес в каждом цикле роста. Кроме того, если у области есть соседи, то если текущая рассматриваемая область имеет меньше пикселей, чем нужно, то она будет отбирать пиксели у своего соседа, если у соседа больше пикселей, чем нужно. Если текущая область имеет больше пикселей, чем ее сосед, то она случайным образом выбирает соседа и затем передает все лишние пиксели этому соседу. Когда все регионы имеют правильный размер, тогда происходит третий этап, чтобы идентифицировать и преобразовать любые регионы, которые были разделены и больше не являются непрерывными.

Сохраняется только самое большое разделение области, а остальные разделения преобразуются в невостребованные пиксели, и вторая фаза начинается снова. Это повторяется до тех пор, пока все пиксели в области не будут смежными, и все области не будут иметь правильный размер.

Этот вызов удивительно сложен. Я написал генератор карт на Python, используя Pygame. Программа превращает цветную область в свободное пространство, и в результате получается изображение, которое может выглядеть как карта (если вы щуритесь).

Мой алгоритм не всегда дополняет страны, так как в оставшейся области может не хватить места, но я подумал, что это привело к интересному эффекту, и я больше не буду тратить на него больше времени. Оставшиеся нечетные синие пятна можно считать большими озерами, а пятнистые синие элементы между странами - это реки, которые обозначают границу (это особенность, а не ошибка!).

Чтобы сравнить с Super Chafouin, я использовал их примеры параметров.

Параметры: 380 260 233 420 1300 3511 4772 5089 9507 22107 25117 26744

Параметры: 380 260 8 5 6 7 8 4 5 6 7 9 4 6 9 5 8 7 5

Темный век Камелота (213 307 1 1 1)

Мой более крупный пример: (640 480 6 1 7 2 9 3 4 5 6 1 9 8 7 44 3 1 9 4 5 6 7 2 3 4 9 3 4 5 9 8 7 5 6 1 2 1 2 1 2 6 7 8 9 63 3)

Этот пример немного похож на Восточную Европу?

Пример с большим количеством стран: 640 480 6 1 7 2 9 3 4 5 6 1 9 8 7 44 3 1 9 4 5 6 7 2 3 4 9 3 4 5 9 8 7 5 6 1 2 1 2 1 2 6 7 8 9 63 5 33 11 88 2 7 9 5 6 2 5 7

Я изменил генератор цветов в этом примере, colors = [(80+ri(100), 80+ri(100), 80+ri(100)) for c in counts]чтобы получить более мягкий (и похожий на карту) диапазон.

Код Python:

from pygame.locals import *
import pygame, sys, random

BACK = (0,0,200)
ORTH = [(-1,0), (1,0), (0,-1), (0,1)]
PI = 3.141592

random.seed(9999)
def ri(n):
    return int(random.random() * n)

args = [int(v) for v in sys.argv[1:]]
W, H = args[:2]
shares = sorted(args[2:])
ratio = float(W*H) / sum(shares)
counts = [int(s*ratio) for s in shares]
for i in range(W*H - sum(counts)):
    counts[i] += 1

colors = [(2+ri(250), 2+ri(250), 2+ri(250)) for c in counts]
countries = range(len(counts))
random.shuffle(countries)

border = ( set((x,y) for x in (0,W-1) for y in range(H)) |
            set((x,y) for x in range(W) for y in (0,H-1)) )

screen = pygame.display.set_mode((W,H))
screen.fill(BACK)
pix = screen.set_at
def look(p):
    if 0 <= p[0] < W and 0 <= p[1] < H:
        return screen.get_at(p)
    else:
        return None

clock = pygame.time.Clock()

while True:
    dt = clock.tick(300)
    pygame.display.flip()

    if countries:
        country = countries.pop()
        color = colors[country]
        if not countries:
            color = (20,20,200)  # last fill color to be water
        count = counts[country]
        frontier = set()
        plotted = 0
        loc = border.pop()
        while plotted < count:
            pix(loc, color)
            if plotted % 50 == 0:
                pygame.display.flip()
            plotted += 1
            direc = [(loc[0]+dx, loc[1]+dy) for dx,dy in ORTH]
            for dloc in direc:
                if look(dloc) == BACK:
                    frontier.add(dloc)
            border |= frontier
            if frontier:
                loc = frontier.pop()
                border.discard(loc)
            else:
                print 'Country %s cover %u of %u' % (
                    shares[country], plotted, count)
                break
        if not countries:
            fn = 'mapper%u.png' % ri(1000)
            pygame.image.save(screen, fn)

    for event in pygame.event.get():
        if event.type == QUIT: sys.exit(0)
        if not hasattr(event, 'key'): continue
        if event.key == K_ESCAPE: sys.exit(0)

Давайте будем ленивы и адаптируем мой ответ на этот вопрос !

1. Алгоритм вычисляет «путь змеи», начиная с верхнего левого угла, который заполняет весь прямоугольник. Змея может идти только вверх, вниз, влево, вправо.

2. Путь змеи идет по первому цвету, затем второму цвету и т. Д. С учетом процентного соотношения цветов

3. Этот алгоритм производит много прямых линий; чтобы улучшить его, я обнаруживаю их и заменяю их «волнами», которые сохраняют одинаковое количество пикселей.

Параметры: 380 260 233 420 1300 3511 4772 5089 9507 22107 25117 26744

Параметры: 380 260 8 5 6 7 8 4 5 6 7 9 4 6 9 5 8 7 5

Темный век Камелота (213 307 1 1 1)

Код:

package map;

import java.awt.Color;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
import java.util.Random;

import javax.imageio.ImageIO;


public class GenMap2 {

    private enum State { NO, YES, SHIFT };
    public final static int TOP = 1, BOTTOM = 2, LEFT = 4, RIGHT = 8;
    enum Action { ADD_LINE_TOP, ADD_LINE_LEFT, DOUBLE_SIZE, CREATE};

    public static void main(String[] args) throws IOException {

        int w = Integer.parseInt(args[0]), h = Integer.parseInt(args[1]);
        List<Integer> areas = new ArrayList<Integer>();
        int total = 0;
        for (int i = 2; i < args.length; i++) {
            int area = Integer.parseInt(args[i]);
            areas.add(area);
            total += area;
        }
        Collections.sort(areas);
        Collections.reverse(areas);
        int [][] tab = build(w, h);

        BufferedImage dest = new BufferedImage(w, h, BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
        int [] black = {0, 0, 0};
        for (int j = 0; j < dest.getHeight(); j++) {
            for (int i = 0; i < dest.getWidth(); i++) {
                dest.getRaster().setPixel(i, j, black);
            }
        }

        int x = 0, y = -1;
        int go = BOTTOM, previous = BOTTOM;

        List<Color> colors = new ArrayList<Color>();
        Random rand = new Random(0); // prog must be deterministic
        while (colors.size() < areas.size()) {
            Color c = new Color(rand.nextInt(256), rand.nextInt(256), rand.nextInt(256));
            boolean ok = true;
            for (Color existing : colors) {
                if (existing.equals(c)) {
                    ok = false;
                    break;
                }
            }
            if (ok) {
                colors.add(c);
            }
        }

        int [][] map = new int[w][h];
        int cpt = 0;
        while (true) {
            if (go == BOTTOM) y++;
            if (go == TOP) y--;
            if (go == LEFT) x--;
            if (go == RIGHT) x++;

            int tmp = (int)(((long)cpt) * total / (w * h));
            int i = 0;
            for (i = 0; i < areas.size(); i++) {
                int area = areas.get(i);
                if (tmp < area) {
                    break;
                }
                tmp -= area;
            }

            map[x][y] = i;

            previous = go;

            go = -1;
            if ((tab[x][y] & TOP) != 0 && previous != BOTTOM) go = TOP;
            if ((tab[x][y] & BOTTOM) != 0 && previous != TOP) go = BOTTOM;
            if ((tab[x][y] & LEFT) != 0 && previous != RIGHT) go = LEFT;
            if ((tab[x][y] & RIGHT) != 0 && previous != LEFT) go = RIGHT;
            if (go == -1) break;
            cpt++;
        }

        String [] src0 = srcPattern(16);
        String [] repl0 = destPattern(16);
        while (findPattern(map, src0, Arrays.asList(repl0, flip(repl0)))){}
        while (findPattern(map, rotate(src0), Arrays.asList(rotate(repl0), rotate(flip(repl0))))){}
        String [] src1 = srcPattern(8);
        String [] repl1 = destPattern(8);
        while (findPattern(map, src1, Arrays.asList(repl1, flip(repl1)))){}
        while (findPattern(map, rotate(src1), Arrays.asList(rotate(repl1), rotate(flip(repl1))))){}
        String [] src2 = srcPattern(4);
        String [] repl2 = destPattern(4);
        while (findPattern(map, src2, Arrays.asList(repl2, flip(repl2)))){}
        while (findPattern(map, rotate(src2), Arrays.asList(rotate(repl2), rotate(flip(repl2))))){}


        for (y = 0; y < h; y++) {
            for (x = 0; x < w; x++) {
                Color c = colors.get(map[x][y]);
                dest.getRaster().setPixel(x, y, new int[] {c.getRed(), c.getGreen(), c.getBlue()});
            }
        }

        ImageIO.write(dest, "png", new FileOutputStream("map.png"));
    }

    private static Random randPat = new Random(0);


    private static String [] srcPattern(int size) {
        String [] ret = new String[size*2];
        for (int i = 0; i < size*2; i++) {
            ret[i] = "";
            for (int j = 0; j < size*4; j++) {
                ret[i] += i < size ? "1" : "2";
            }
        }
        return ret;
    }

    private static String [] destPattern(int size) {
        String [] ret = new String[size*2];
        for (int i = 0; i < size*2; i++) {
            ret[i] = "";
            for (int j = 0; j < size*2; j++) {
                //int target = (int)((1 + Math.sin(j * Math.PI * .5/ size) * .4) * size);
                int target = (int)((1 + (Math.cos(j * Math.PI/ size) - 1) * .2) * size);
                ret[i] += (i < target)  ? '1' : '2';
            }
        }

        for (int i = 0; i < size*2; i++) {
            for (int j = 0; j < size*2; j++) {
                ret[i] += ret[size*2 - 1 - i].charAt(size*2 - 1 - j) == '1' ? '2' : '1';
            }
        }
        return ret;
    }
    private static String [] flip(String [] pat) {
        String [] ret = new String[pat.length];
        for (int i = 0; i < ret.length; i++) {
            ret[i] = new StringBuilder(pat[i]).reverse().toString();

        }
        return ret;
    }
    private static String [] rotate(String [] pat) {
        String [] ret = new String[pat[0].length()];
        for (int i = 0; i < ret.length; i++) {
            ret[i] = "";
            for (int j = 0; j < pat.length; j++) {
                ret[i] += pat[j].charAt(i);
            }
        }
        return ret;
    }

    private static boolean findPattern(int [][] map, String [] src, List<String []> dest) {
        for (int y = 0; y < map[0].length - src.length; y++) {
            for (int x = 0; x < map.length - src[0].length(); x++) {
                int c1 = -1, c2 = -1;
                boolean wrong = false;
                for (int y1 = 0; y1 < src.length; y1++) {
                    for (int x1 = 0; x1 < src[0].length(); x1++) {
                        if (src[y1].charAt(x1) == '1') {
                            if (c1 == -1) {
                                c1 = map[x+x1][y+y1];
                            } else {
                                if (c1 != map[x+x1][y+y1]) {
                                    wrong = true;
                                }
                            }
                        }
                        if (src[y1].charAt(x1) == '2') {
                            if (c2 == -1) {
                                c2 = map[x+x1][y+y1];
                            } else {
                                if (c2 != map[x+x1][y+y1]) {
                                    wrong = true;
                                }
                            }
                        }
                        if (c1 != -1 && c1 == c2) wrong = true;
                        if (wrong) break;
                    }
                    if (wrong) break;
                }
                if (!wrong) {
                    System.out.println("Found match at " + x + " " + y);
                    String [] repl = dest.get(randPat.nextInt(dest.size()));
                    for (int y1 = 0; y1 < src.length; y1++) {
                        for (int x1 = 0; x1 < src[0].length(); x1++) {
                            map[x+x1][y+y1] = repl[y1].charAt(x1) == '1' ? c1 : c2;

                        }
                    }
                    return true;
                }
            }
        }           
        return false;
    }

    public static int [][] build(int width, int height) {
        List<Action> actions = new ArrayList<Action>();
        while (height>1 && width>1) {
            if (height % 2 == 1) {
                height--;
                actions.add(Action.ADD_LINE_TOP);
            }
            if (width % 2 == 1) {
                width--;                
                actions.add(Action.ADD_LINE_LEFT);
            }
            if (height%2 == 0 && width%2 == 0) {
                actions.add(Action.DOUBLE_SIZE);
                height /= 2;
                width /= 2;
            }
        }
        actions.add(Action.CREATE);
        Collections.reverse(actions);
        int [][] tab = null;
        for (Action action : actions) {
            if (action == Action.CREATE) {
                tab = new int[width][height];
                if (height >= width) {
                    for (int i = 0; i < height-1; i++) {
                        tab[0][i] = TOP|BOTTOM;
                    }
                    tab[0][height-1] = TOP;
                } else {
                    tab[0][0] = TOP|RIGHT;
                    for (int i = 1; i < width-1; i++) {
                        tab[i][0] = RIGHT|LEFT;
                    }
                    tab[width-1][0] = LEFT;

                }
            }
            if (action == Action.DOUBLE_SIZE) {
                tab = doubleTab(tab);
            }
            if (action == Action.ADD_LINE_TOP) {
                int [][] tab2 = new int[tab.length][tab[0].length+1];
                for (int i = 0; i < tab.length; i++) {
                    for (int j = 0; j < tab[0].length; j++) {
                        tab2[i][j+1] = tab[i][j];
                    }
                }
                tab2[0][0] = BOTTOM|RIGHT;
                for (int i = 1; i < tab.length-1; i++) {
                    tab2[i][0] = RIGHT|LEFT;
                }
                tab2[tab.length-1][0] = TOP|LEFT;
                mirror(tab2);
                tab = tab2;
            }
            if (action == Action.ADD_LINE_LEFT) {
                int [][] tab2 = new int[tab.length+1][tab[0].length];
                for (int i = 0; i < tab.length; i++) {
                    for (int j = 0; j < tab[0].length; j++) {
                        tab2[i+1][j] = tab[i][j];
                    }
                }
                tab2[0][0] = BOTTOM|RIGHT;
                tab2[1][0] |= LEFT;
                tab2[1][0] -= TOP;
                for (int i = 1; i < tab[0].length-1; i++) {
                    tab2[0][i] = TOP|BOTTOM;
                }
                tab2[0][tab[0].length-1] = TOP|BOTTOM;
                flip(tab2);
                tab = tab2;
            }

        }

        return tab;
    }

    private static void mirror(int [][] tab) {
        for (int i = 0; i < tab.length/2; i++) {
            for (int j = 0; j < tab[0].length; j++) {
                int tmp = tab[tab.length - 1 - i][j];
                tab[tab.length - 1 - i][j] = tab[i][j];
                tab[i][j] = tmp;
            }
        }
        for (int i = 0; i < tab.length; i++) {
            for (int j = 0; j < tab[0].length; j++) {
                if ((tab[i][j] & LEFT)!=0 && (tab[i][j] & RIGHT)==0) {
                    tab[i][j] -= LEFT; tab[i][j] |= RIGHT;
                } else if ((tab[i][j] & RIGHT)!=0 && (tab[i][j] & LEFT)==0) {
                    tab[i][j] -= RIGHT; tab[i][j] |= LEFT;
                }
            }
        }
    }

    private static void flip(int [][] tab) {
        for (int i = 0; i < tab.length; i++) {
            for (int j = 0; j < tab[0].length/2; j++) {
                int tmp = tab[i][tab[0].length - 1 - j];
                tab[i][tab[0].length - 1 - j] = tab[i][j];
                tab[i][j] = tmp;
            }
        }
        for (int i = 0; i < tab.length; i++) {
            for (int j = 0; j < tab[0].length; j++) {
                if ((tab[i][j] & TOP)!=0 && (tab[i][j] & BOTTOM)==0) {
                    tab[i][j] -= TOP; tab[i][j] |= BOTTOM;
                } else if ((tab[i][j] & BOTTOM)!=0 && (tab[i][j] & TOP)==0) {
                    tab[i][j] -= BOTTOM; tab[i][j] |= TOP;
                }
            }
        }
    }


    public static int [][] doubleTab(int [][] tab) {
        boolean [][] shiftTop = new boolean[tab.length][], 
                shiftLeft = new boolean[tab.length][],
                shiftBottom = new boolean[tab.length][],
                shiftRight = new boolean[tab.length][];
        for (int i = 0; i < tab.length; i++) {
            shiftTop[i] = new boolean[tab[i].length];
            shiftLeft[i] = new boolean[tab[i].length];
            shiftBottom[i] = new boolean[tab[i].length];
            shiftRight[i] = new boolean[tab[i].length];
        }

        int x = 0, y = -1;
        for (int i = 0; i < tab.length; i++) {
            if ((tab[i][0] & TOP) != 0) {
                x = i;
            }
        }
        int go = BOTTOM, previous = BOTTOM;
        boolean init = false;
        while (true) {
            if (go == BOTTOM) y++;
            if (go == TOP) y--;
            if (go == LEFT) x--;
            if (go == RIGHT) x++;

            previous = go;

            go = -1;
            if ((tab[x][y] & TOP) != 0 && previous != BOTTOM) go = TOP;
            if ((tab[x][y] & BOTTOM) != 0 && previous != TOP) go = BOTTOM;
            if ((tab[x][y] & LEFT) != 0 && previous != RIGHT) go = LEFT;
            if ((tab[x][y] & RIGHT) != 0 && previous != LEFT) go = RIGHT;
            if (previous == BOTTOM) {
                shiftTop[x][y] = y==0 ? init : shiftBottom[x][y-1];
            }
            if (previous == TOP) {
                shiftBottom[x][y] = shiftTop[x][y+1];
            }
            if (previous == RIGHT) {
                shiftLeft[x][y] = shiftRight[x-1][y];
            }
            if (previous == LEFT) {
                shiftRight[x][y] = shiftLeft[x+1][y];       
            }
            if (go == -1) break;

            if (previous == BOTTOM && go == LEFT) {
                shiftLeft[x][y] = !shiftTop[x][y];
            }
            if (previous == BOTTOM && go == RIGHT) {
                shiftRight[x][y] = shiftTop[x][y];
            }
            if (previous == BOTTOM && go == BOTTOM) {
                shiftBottom[x][y] = shiftTop[x][y];
            }


            if (previous == TOP && go == LEFT) {
                shiftLeft[x][y] = shiftBottom[x][y];
            }
            if (previous == TOP && go == RIGHT) {
                shiftRight[x][y] = !shiftBottom[x][y];
            }
            if (previous == TOP && go == TOP) {
                shiftTop[x][y] = shiftBottom[x][y];
            }

            if (previous == RIGHT && go == TOP) {
                shiftTop[x][y] = !shiftLeft[x][y];
            }
            if (previous == RIGHT && go == BOTTOM) {
                shiftBottom[x][y] = shiftLeft[x][y];
            }
            if (previous == RIGHT && go == RIGHT) {
                shiftRight[x][y] = shiftLeft[x][y];
            }

            if (previous == LEFT && go == TOP) {
                shiftTop[x][y] = shiftRight[x][y];
            }
            if (previous == LEFT && go == BOTTOM) {
                shiftBottom[x][y] = !shiftRight[x][y];
            }
            if (previous == LEFT && go == LEFT) {
                shiftLeft[x][y] = shiftRight[x][y];
            }
        }
        int [][] tab2 = new int[tab.length * 2][];
        for (int i = 0; i < tab2.length; i++) {
            tab2[i] = new int[tab[0].length * 2];
        }

        for (int i = 0; i < tab.length; i++) {
            for (int j = 0; j < tab[0].length; j++) {
                State left = State.NO, right = State.NO, top = State.NO, bottom = State.NO; 
                if ((tab[i][j] & LEFT) != 0) {
                    left = shiftLeft[i][j] ? State.SHIFT : State.YES;
                }
                if ((tab[i][j] & TOP) != 0) {
                    top = shiftTop[i][j] ? State.SHIFT : State.YES;
                }
                if ((tab[i][j] & RIGHT) != 0) {
                    right = shiftRight[i][j] ? State.SHIFT : State.YES;
                }
                if ((tab[i][j] & BOTTOM) != 0) {
                    bottom = shiftBottom[i][j] ? State.SHIFT : State.YES;
                }

                int [] comp = compute(left, top, right, bottom);
                tab2[i*2][j*2] = comp[0];
                tab2[i*2+1][j*2] = comp[1];
                tab2[i*2][j*2+1] = comp[2];
                tab2[i*2+1][j*2+1] = comp[3];
            }
        }
        return tab2;
    }

    private static int [] compute(State left, State top, State right, State bottom) {
        //   |
        // --+
        //
        if (left == State.YES && top == State.SHIFT) {
            return new int[] {LEFT|BOTTOM, TOP|BOTTOM, TOP|RIGHT, TOP|LEFT};// "v^>^";
        }
        if (left == State.SHIFT && top == State.YES) {
            return new int[] {TOP|RIGHT, LEFT|BOTTOM, LEFT|RIGHT, LEFT|TOP}; //"^<>^";
        }
        //   
        // --+
        //   |
        if (left == State.YES && bottom == State.YES) {
            return new int[] {LEFT|RIGHT, LEFT|BOTTOM, RIGHT|BOTTOM, LEFT|TOP}; //">vv<";
        }
        if (left == State.SHIFT && bottom == State.SHIFT) {
            return new int[] {RIGHT|BOTTOM, LEFT|BOTTOM, LEFT|TOP, TOP|BOTTOM}; //">v^v";
        }
        //   |
        //   +--
        //
        if (right == State.SHIFT && top == State.SHIFT) {
            return new int [] {RIGHT|BOTTOM,LEFT|TOP,TOP|RIGHT, LEFT|RIGHT}; //" v<>>";
        }
        if (right == State.YES && top == State.YES) {
            return new int [] {TOP|BOTTOM,RIGHT|BOTTOM,TOP|RIGHT,TOP|LEFT}; //"v>>^";
        }
        //   
        //   +--
        //   |
        if (right == State.YES && bottom == State.SHIFT) {
            return new int [] {RIGHT|BOTTOM, LEFT|RIGHT, TOP|RIGHT, LEFT|BOTTOM}; //"v<>v";
        }
        if (right == State.SHIFT && bottom == State.YES) {
            return new int [] {RIGHT|BOTTOM, LEFT|BOTTOM, TOP|BOTTOM, RIGHT|TOP}; //"v<v^";
        }
        //   
        // --+--
        //   
        if (right == State.YES && left == State.YES) {
            return new int [] {LEFT|BOTTOM, RIGHT|BOTTOM, TOP|RIGHT, LEFT|TOP}; 
        }
        if (right == State.SHIFT && left == State.SHIFT) {
            return new int [] {RIGHT|BOTTOM, LEFT|BOTTOM, LEFT|TOP, RIGHT|TOP}; 
        }
        //   |
        //   +
        //   |
        if (top == State.YES && bottom == State.YES) {
            return new int [] {TOP|RIGHT, LEFT|BOTTOM, BOTTOM|RIGHT, LEFT|TOP}; 
        }
        if (top == State.SHIFT && bottom == State.SHIFT) {
            return new int [] {RIGHT|BOTTOM, LEFT|TOP, RIGHT|TOP, LEFT|BOTTOM}; 
        }
        //
        //   +--
        //
        if (right == State.YES && bottom == State.NO && left == State.NO && top == State.NO) {
            return new int [] {BOTTOM, RIGHT|BOTTOM, TOP|RIGHT, LEFT|TOP}; 
        }
        if (right == State.SHIFT && bottom == State.NO && left == State.NO && top == State.NO) {
            return new int [] {RIGHT|BOTTOM, LEFT|BOTTOM, TOP, RIGHT|TOP}; 
        }

        //   |
        //   +
        //
        if (top == State.YES && bottom == State.NO && left == State.NO && right == State.NO) {
            return new int [] {TOP|RIGHT, LEFT|BOTTOM, RIGHT, LEFT|TOP}; 
        }
        if (top == State.SHIFT && bottom == State.NO && left == State.NO && right == State.NO) {
            return new int [] {BOTTOM|RIGHT, LEFT|TOP, TOP|RIGHT, LEFT}; 
        }
        //   
        //   +
        //   |
        if (bottom == State.YES && top == State.NO && left == State.NO && right == State.NO) {
            return new int [] {RIGHT, LEFT|BOTTOM, BOTTOM|RIGHT, LEFT|TOP}; 
        }
        if (bottom == State.SHIFT && top == State.NO && left == State.NO && right == State.NO) {
            return new int [] {BOTTOM|RIGHT, LEFT, TOP|RIGHT, LEFT|BOTTOM}; 
        }
        //
        // --+
        //
        if (left == State.YES && bottom == State.NO && right == State.NO && top == State.NO) {
            return new int [] {LEFT|BOTTOM, BOTTOM, TOP|RIGHT, LEFT|TOP}; 
        }
        if (left == State.SHIFT && bottom == State.NO && right == State.NO && top == State.NO) {
            return new int [] {BOTTOM|RIGHT, LEFT|BOTTOM, LEFT|TOP, TOP}; 
        }
        return null;
    }
}