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{$IFDEF Energie}
{$IFDEF Gradient}
Ich kann nur Energie _oder_ Gradient berechnen!
Bitte Compilerschalter richtig setzen!
{$ENDIF}
{$ENDIF}
{$IFNDEF Energie}
{$IFNDEF Gradient}
Ich muss mindestens Energie oder Gradient berechnen!
Bitte Compilerschalter richtig setzen!
{$ENDIF}
{$ENDIF}
// berechnet die Energie oder den Gradienten
var
i,j,k: Longint;
tmp,tmp2: extended;
{$IFDEF Gradient}
px,py,tmp3: extended;
{$ENDIF}
begin
// Initialisierung
{$IFDEF Energie}
Kreuzungen:=0;
Kreuzung:=-1;
result:=0;
{$ENDIF}
{$IFDEF Gradient}
if length(grad)<>length(p) then begin
writeln('*** Warnung ***');
writeln('Länge das Gradienten wurde angepasst!');
setlength(grad,length(p));
end;
for i:=0 to length(grad)-1 do
grad[i]:=0;
{$ENDIF}
{$IFDEF detaillierteZeitanalyse}
if mainThread then ffTimer.start;
{$ENDIF}
for I:=0 to length(FFInteraktionen)-1 do
with FFInteraktionen[I] do
// auf Kreuzung prüfen:
// ((B1-A1)x(A2-A1))*((B2-A1)x(A2-A1))<=0 und
// ((A1-B1)x(B2-B1))*((A2-B1)x(B2-B1))<=0 <=> Kreuzung
if (KreuzproduktZ(P,_Fs[1].Eltern[0],_Fs[0].Eltern[0],_Fs[0].Eltern[1],_Fs[0].Eltern[0]) *
KreuzproduktZ(P,_Fs[1].Eltern[1],_Fs[0].Eltern[0],_Fs[0].Eltern[1],_Fs[0].Eltern[0]) <= 0 ) and
(KreuzproduktZ(P,_Fs[0].Eltern[0],_Fs[1].Eltern[0],_Fs[1].Eltern[1],_Fs[1].Eltern[0]) *
KreuzproduktZ(P,_Fs[0].Eltern[1],_Fs[1].Eltern[0],_Fs[1].Eltern[1],_Fs[1].Eltern[0]) <= 0 )
then begin
{$IFDEF Energie}
inc(Kreuzungen);
if (Kreuzung=-1) or
(random*Kreuzungen<1) then Kreuzung:=i; // eine Kreuzung zufällig, gleichverteilt auswählen
{$ENDIF}
// jetzt soll belohnt (!) werden, wenn ein Elternteil der einen Familie nah an der "Kante" der anderen Familie liegt
// -> dadurch kann eine Energie-Optimierung auch Kreuzungen entfernen
for j:=0 to 1 do // Familie
for k:=0 to 1 do begin // Elter
tmp:=(1e-9 + (QAbstand(P,_FS[j].Eltern[k],_FS[1-j].Eltern[0])
- ( sqr(Skalarprodukt(P,_FS[j].Eltern[k],_FS[1-j].Eltern[0],_FS[1-j].Eltern[1],_FS[1-j].Eltern[0]))
/ (1e-9+QAbstand(P,_FS[1-j].Eltern[1],_FS[1-j].Eltern[0])))));
{$IFDEF Energie}
result:=result - Entkreuzungsbelohnungsskalierung * 1/tmp;
{$ENDIF}
{$IFDEF Gradient}
px:= P[_FS[1-j].Eltern[1].p2]-P[_FS[1-j].Eltern[0].p2];
py:=-P[_FS[1-j].Eltern[1].p1]+P[_FS[1-j].Eltern[0].p1];
tmp2:=1/sqrt(sqr(px)+sqr(py)+epsilon);
if (px*(P[_FS[j].Eltern[k].p1]-P[_FS[1-j].Eltern[0].p1])+py*(P[_FS[j].Eltern[k].p2]-P[_FS[1-j].Eltern[0].p2]) <= 0) then
tmp2:=-tmp2;
px:=px*tmp2;
py:=py*tmp2;
tmp2:=Entkreuzungsbelohnungsskalierung*2/sqr(tmp)*sqrt(tmp);
tmp:=Skalarprodukt(P,_FS[j].Eltern[k],_FS[1-j].Eltern[0],_FS[1-j].Eltern[1],_FS[1-j].Eltern[0]) / // (P-F1)*(F2-F1) / (F2-F1)^2
(1e-9+QAbstand(P,_FS[1-j].Eltern[1],_FS[1-j].Eltern[0]));
grad[_FS[j].Eltern[k].p1]:= // Ableitungen nach Position der Person
grad[_FS[j].Eltern[k].p1] + tmp2*px;
grad[_FS[j].Eltern[k].p2]:=
grad[_FS[j].Eltern[k].p2] + tmp2*py;
grad[_FS[1-j].Eltern[0].p1]:= // Ableitungen nach Position der Eltern
grad[_FS[1-j].Eltern[0].p1] - tmp2*(1-tmp)*px;
grad[_FS[1-j].Eltern[0].p2]:=
grad[_FS[1-j].Eltern[0].p2] - tmp2*(1-tmp)*py;
grad[_FS[1-j].Eltern[1].p1]:=
grad[_FS[1-j].Eltern[1].p1] - tmp2*tmp*px;
grad[_FS[1-j].Eltern[1].p2]:=
grad[_FS[1-j].Eltern[1].p2] - tmp2*tmp*py;
{$ENDIF}
end;
end;
{$IFDEF detaillierteZeitanalyse}
if mainThread then begin
ffTimer.stop;
mmTimer.start;
end;
{$ENDIF}
for I:=0 to length(MMInteraktionen)-1 do
with MMInteraktionen[I] do begin // 1/x^2 - Abstoßung
{$IFDEF Energie}
result:=result +
Laenge/(1e-9 + QAbstand(P,_Ps[0],_Ps[1]));
{$ENDIF}
{$IFDEF Gradient}
tmp:=1/(1e-9 + QAbstand(P,_Ps[0],_Ps[1]));
tmp:=-Laenge*2*sqr(tmp);
grad[_Ps[0].p1]:=
grad[_Ps[0].p1] + tmp * (P[_Ps[0].p1]-P[_Ps[1].p1]);
grad[_Ps[0].p2]:=
grad[_Ps[0].p2] + tmp * (P[_Ps[0].p2]-P[_Ps[1].p2]);
grad[_Ps[1].p1]:=
grad[_Ps[1].p1] + tmp * (P[_Ps[1].p1]-P[_Ps[0].p1]);
grad[_Ps[1].p2]:=
grad[_Ps[1].p2] + tmp * (P[_Ps[1].p2]-P[_Ps[0].p2]);
{$ENDIF}
end;
{$IFDEF detaillierteZeitanalyse}
if mainThread then begin
mmTimer.stop;
mfTimer.start;
end;
{$ENDIF}
for I:=0 to length(MFInteraktionen)-1 do
with MFInteraktionen[I] do begin
tmp:= Skalarprodukt(P,_P,_F.Eltern[0],_F.Eltern[1],_F.Eltern[0]) / // (P-F1)*(F2-F1) / (F2-F1)^2
(epsilon+QAbstand(P,_F.Eltern[1],_F.Eltern[0]));
if (tmp<=0) or (tmp>=1) then begin // Person liegt "vor"/"hinter" Familie -> Abstand zu Elter relevant
tmp2:=epsilon + QAbstand(P,_P,_F.Eltern[byte(tmp>0.5)]);
{$IFDEF Gradient}
tmp3:=-2*Laenge/sqr(tmp2);
grad[_P.p1]:=
grad[_P.p1] + tmp3*(P[_P.p1]-P[_F.Eltern[byte(tmp>0.5)].p1]);
grad[_P.p2]:=
grad[_P.p2] + tmp3*(P[_P.p2]-P[_F.Eltern[byte(tmp>0.5)].p2]);
grad[_F.Eltern[byte(tmp>0.5)].p1]:=
grad[_F.Eltern[byte(tmp>0.5)].p1] + tmp3*(P[_F.Eltern[byte(tmp>0.5)].p1]-P[_P.p1]);
grad[_F.Eltern[byte(tmp>0.5)].p2]:=
grad[_F.Eltern[byte(tmp>0.5)].p2] + tmp3*(P[_F.Eltern[byte(tmp>0.5)].p2]-P[_P.p2]);
{$ENDIF}
end
else begin // Person liegt "neben" Familie -> senkrechter Abstand relevant
tmp2:=1e-9 + QAbstand(P,_P,_F.Eltern[0]) - // Pythagoras
sqr(tmp)*QAbstand(P,_F.Eltern[1],_F.Eltern[0]);
{$IFDEF Gradient}
px:=-P[_F.Eltern[1].p2]+P[_F.Eltern[0].p2];
py:= P[_F.Eltern[1].p1]-P[_F.Eltern[0].p1];
tmp3:=1/sqrt(sqr(px)+sqr(py)+epsilon);
if (px*(P[_P.p1]-P[_F.Eltern[0].p1])+py*(P[_P.p2]-P[_F.Eltern[0].p2]) <= 0) then
tmp3:=-tmp3;
px:=px*tmp3;
py:=py*tmp3;
tmp2:=-2*Laenge/sqr(tmp2)*sqrt(tmp2);
grad[_P.p1]:= // Ableitungen nach Position der Person
grad[_P.p1] + tmp2*px;
grad[_P.p2]:=
grad[_P.p2] + tmp2*py;
grad[_F.Eltern[0].p1]:= // Ableitungen nach Position der Eltern
grad[_F.Eltern[0].p1] - tmp2*(1-tmp)*px;
grad[_F.Eltern[0].p2]:=
grad[_F.Eltern[0].p2] - tmp2*(1-tmp)*py;
grad[_F.Eltern[1].p1]:=
grad[_F.Eltern[1].p1] - tmp2*tmp*px;
grad[_F.Eltern[1].p2]:=
grad[_F.Eltern[1].p2] - tmp2*tmp*py;
{$ENDIF}
end;
{$IFDEF Energie}
result:=result + Laenge/tmp2;
{$ENDIF}
end;
{$IFDEF detaillierteZeitanalyse}
if mainThread then begin
mfTimer.stop;
famTimer.start;
end;
{$ENDIF}
{$IFDEF Energie}
for i:=0 to length(Familien)-1 do
result:=result +
Laengengewicht *
sqr(sqr(QAbstand(P,Familien[i].Eltern[0],Familien[i].Eltern[1])));
{$ENDIF}
{$IFDEF Gradient}
for i:=0 to length(Familien)-1 do begin
tmp:=QAbstand(P,Familien[i].Eltern[0],Familien[i].Eltern[1]);
tmp:=8*Laengengewicht*sqr(tmp)*tmp; // 8 (a-b)^6
grad[Familien[i].Eltern[0].p1]:=
grad[Familien[i].Eltern[0].p1] + tmp*(P[Familien[i].Eltern[0].p1]-P[Familien[i].Eltern[1].p1]);
grad[Familien[i].Eltern[0].p2]:=
grad[Familien[i].Eltern[0].p2] + tmp*(P[Familien[i].Eltern[0].p2]-P[Familien[i].Eltern[1].p2]);
grad[Familien[i].Eltern[1].p1]:=
grad[Familien[i].Eltern[1].p1] + tmp*(P[Familien[i].Eltern[1].p1]-P[Familien[i].Eltern[0].p1]);
grad[Familien[i].Eltern[1].p2]:=
grad[Familien[i].Eltern[1].p2] + tmp*(P[Familien[i].Eltern[1].p2]-P[Familien[i].Eltern[0].p2]);
end;
{$ENDIF}
{$IFDEF detaillierteZeitanalyse}
if mainThread then famTimer.stop;
{$ENDIF}
end;
|
