Нужна коррекция моего кода набора Мандельброта OpenMP

Я не знаю внутренностей набора Mandrelbot, но попробую, основываясь на рабочем процессе вашей программы.

Вероятно, это потому, что вы записываете цвет в свой выходной файл, находясь в параллельной секции. Это означает, что ваши пиксели записываются по завершении вычислительного процесса, но это не означает, что вычислительный процесс пикселя X завершится до обработки пикселя X+1.

Таким образом, при записи в файл вы в конечном итоге запишете сначала (например) пиксель X+1, а затем пиксель X, смешивая цвета.

Попробуйте записать результат вывода в матрицу. Вам придется изменить свою функцию color, добавив два параметра i и j с координатами записываемого пикселя.

После того, как вся обработка завершится и будет вычислен каждый пиксель, нужно будет записать пиксели матрицы в выходной файл.

Код:

typedef struct {
    int r, g, b;
} rgb;

void color(rgb **m, int x, int y, int red, int green, int blue) {
    m[x][y].r = red;
    m[x][y].g = green;
    m[x][y].b = blue;
}

void mandelbrot(rgb **m, int niterations) { // note the new argument, m.
    // and your code goes on and on... until:
            if ( i == niterations )
                color(m, x, y, 0, 0, 0);
            else {
                // normalized iteration count method for proper coloring
                double z = sqrt(newRe * newRe + newIm * newIm);
                int brightness = 256. * log2(1.75 + i - log2(log2(z))) / log2((double)niterations);
                color(m, x, y, brightness, brightness, 255);
            }
        }
    }
}

int main(int argc, char *argv[]) {
    // everything ok until...

    double begin = omp_get_wtime();

    rgb **m;
    m = malloc(sizeof(rgb*) * 600);
    for ( i = 0; i < 600; i++ ) {
        m[i] = malloc(400 * sizeof(rgb));

    // finally call mandelbrot!
    mandelbrot(m, niterations);
    double end = omp_get_wtime();

    // now that you have computed your set, you just walk the array writing the output to the file.

    for ( i = 0; i < 600; i++ ) {
        free(m[i]);
    }
    free(m);

    double time_spent = end - begin;
    fprintf(stderr, "Elapsed time: %.2lf seconds.\n", time_spent);

    return 0;
}

Ваша реализация ошибочна. Вы объявили много переменных, которые должны быть private вместо shared. Сюда входят pr, pi, newRe, newIm. Также oldRe и oldIm являются общими по умолчанию, поскольку они объявлены в области, которая является внешней по отношению к параллельной области. Вместо этого все они должны быть частными:

#pragma omp parallel for private(x,i,pr,pi,newRe,newIm,oldRe,oldIm)

Также по умолчанию для циклов parallel for часто (но не обязательно всегда) используется static. Это не оптимально для таких вещей, как фракталы, поскольку для вычисления каждой строки или столбца в изображении требуется разное время. Поэтому вы должны применить предложение schedule(dynamic,1) и поиграть с размером блока (в данном случае 1), пока не получите наилучшее ускорение.

#pragma omp parallel for private(x,i,pr,pi,newRe,newIm,oldRe,oldIm) \
            schedule(dynamic,1)

Если вы записываете в файл последовательно (что вы делали в своем исходном коде до его редактирования), вы можете использовать прагму ordered перед записью в файл. Это сделает изображение правильным, используя ваш исходный код. См. следующую ссылку: http://bisqwit.iki.fi/story/howto/openmp/#ExampleCalculatingTheMandelbrotFractalInParallel

Однако это не оптимальное решение. Оптимальное решение состоит в том, чтобы сначала записать в буфер памяти, а после того, как код Мандельброта закончит заполнение буфера, затем записать в файл (как вы делаете в своем новом коде).

У меня есть несколько предложений по ускорению вашего кода. Объедините цикл x и y (как показано в ссылке) и используйте динамическое расписание (также показано в этой ссылке), поскольку каждый пиксель занимает разное время. Наконец, используйте SSE/AVX для одновременной работы с двумя (SSE) или четырьмя (AVX) пикселями. В общей сложности вы должны получить ускорение более чем в 20 раз с OpenMP и SSE/AVX.

#pragma omp ordered {
    if(i == niterations)
        color(m, x, y, 0, 0, 0); // black - use original color function which writes to file
    else
    {
        // normalized iteration count method for proper coloring
        double z = sqrt(newRe * newRe + newIm * newIm);
        int brightness = 256. * log2(1.75 + i - log2(log2(z))) / log2((double)niterations);
        color(m, x, y, brightness, brightness, 255); //use original color function which writes to file
    }
}