Trazado de rayos bidimensional

El desafío es implementar un programa de trazado de rayos bidimensional, basado en texto.

Las fuentes de luz blanca son @símbolos. R, Gy Bson filtros de luz. /y \son espejos con 80% de reflectividad. ?Es un sensor de luz. >, <, ^Y Vcombinar la luz en la dirección apropiada (por ejemplo, si uno rojo y otro verde entró en una >la luz se emite hacia la derecha y sería amarillo). Otros personajes que no son espacios en blanco absorben toda la luz. Los @símbolos emiten luz en cuatro direcciones.

Cuando se ejecuta el programa, debe producir una salida igual que la entrada, pero con rayos trazados. Debido a que esto es bidimensional, y garantizo que en la entrada no se cruzarán nunca los rayos, no habrá ningún problema con eso. Cada rayo debe estar representado por una letra; r = rojo, g = verde, b = azul, c = cian, m = magenta, y = amarillo, w = blanco. No habrá colores ternarios, nunca. La carcasa es importante para diferenciarla de la entrada. Después de esa salida, los valores de luz capturados por los signos de interrogación (en orden de su aparición, de izquierda a derecha de arriba a abajo) se deben generar como porcentajes y colores. Por ejemplo, esta entrada:

 /                  @
                    -
 \R>                 ?

 @B/

Debería dar la salida:

 /wwwwwwwwwwwwwwwwww@w
 w                  -
w\R>mmmmmmmmmmmmmmmmm?
 w b
 @B/

#1: 72% Magenta

Otro punto importante a tener en cuenta: cuando se combinan dos colores usando un "prisma" (las flechas), la fuerza de la luz combinada se convierte en la fuerza promedio de los dos. La salida debe ser exactamente como se especifica (p. Ej. #X: [x] [x] x% Color ).

Si su idioma no puede leer desde STDIN y escribir en STDOUT, cree una función (anónima o lambda cuando esté disponible) que acepte la entrada como argumento y devuelva el resultado.

Se pueden omitir las directivas para el compilador, las estructuras requeridas o recomendadas para todos o la mayoría de los programas creados en el lenguaje, etc. Por ejemplo, #includey las usingdirectivas (pero no #define) pueden eliminarse en lenguajes de estilo C, #/usr/bin/perl -optionsen Perl y

 Module Module1
      Sub Main()
      End Sub
 End Module

en VB.NET, por ejemplo. Si importa espacios de nombres o agrega directivas de inclusión, anótelas en su respuesta.

¿Ya es bastante difícil? :)

Python, 602 559 614 caracteres

import sys
S=sys.stdin.readlines()
X=max(len(s)for s in S)
I='#'*X+''.join(t[:-1]+' '*(X-len(t))+'\n'for t in S)+'#'*X
L=len(I)
R=range(L)
B=[0]*L
C=[0]*L
for p in R:
 if'@'!=I[p]:continue
 for d in(1,-1,X,-X):
  q=p;c=7;b=100.
  while 1:
   q+=d;a=I[q];B[q]+=b;C[q]|=c
   if a in'\/':d=(ord(a)/30-2)*X/d;b*=.8
   elif a in'RGB':c&=ord(a)/5-12
   elif a in'><^V':d={'>':1,'<':-1,'^':-X,'V':X}[a];b/=2
   elif' '!=a:break
print''.join(I[p]if' '!=I[p]else' bgcrmyw'[C[p]]for p in R[X:-X])
i=0
for p in R:
 if'?'==I[p]:i+=1;print'#%d:'%i,'%.0f%%'%B[p],[0,'Blue','Green','Cyan','Red','Magenta','Yellow','White'][C[p]]

Editar: corregido para que no necesite espacios finales.

F#

#nowarn "0025"

open System

type MirrorDirection = bool
type LightDirection = bool * bool
type Sq =
  | Air // [ ]
  | Mirror of MirrorDirection // [/] [\]
  | FilterR
  | FilterG
  | FilterB
  | Sensor // [?]
  | Combine of LightDirection // [^] [v] [<] [>]
  | Emitter // [@]
  | Wall of Char // non-whitespace

let [ mL; mR ] : MirrorDirection list = [ true; false ]
(* true T^/
       F</>F
        /vT   false
 *)
let [ dN; dS; dW; dE ] : LightDirection list = [ true, true; false, true; true, false; false, false ]
let bounce (m : MirrorDirection) ((a, b) : LightDirection) =
  m <> a, not b

let dv (a : LightDirection) =
  if a = dN then 0, -1
  elif a = dS then 0, 1
  elif a = dW then -1, 0
  else 1, 0

let fo<'a> : (('a option)[,] -> 'a seq) =
  Seq.cast
  >> Seq.filter Option.isSome
  >> Seq.map Option.get

let input = Console.In.ReadToEnd().Replace("\r\n", "\n")
let sqs =
  input.Split('\n')
  |> Array.map (fun x ->
    x.ToCharArray()
    |> Array.map (
      function
      | ' ' | '\t' | '\v' -> Air
      | '/' -> Mirror mL
      | '\\' -> Mirror mR
      | 'R' -> FilterR
      | 'G' -> FilterG
      | 'B' -> FilterB
      | '?' -> Sensor
      | '^' -> Combine dN
      | 'v' -> Combine dS
      | '<' -> Combine dW
      | '>' -> Combine dE
      | '@' -> Emitter
      | x -> Wall x
    )
  )

let w =
  Array.map Array.length sqs
  |> Set.ofArray
  |> Set.maxElement
let h = sqs.Length

let ib x y = -1 < x && x < w && -1 < y && y < h

let arr = Array2D.init w h (fun x y ->
  if x < sqs.[y].Length then
    sqs.[y].[x]
  else
    Air
)

let board =
  Array2D.map (
    function
    | _ -> 0.0, 0.0, 0.0
  ) arr

let mutable rays =
  Array2D.mapi (fun x y a ->
    match a with
    | Emitter -> Some(x, y)
    | _ -> None
  ) arr
  |> fo
  |> Seq.map (fun (x, y) ->
    [|
      dN, x, y, 1., 1., 1.
      dS, x, y, 1., 1., 1.
      dW, x, y, 1., 1., 1.
      dE, x, y, 1., 1., 1.
    |]
  )
  |> Seq.reduce Array.append

for i = 0 to w * h * 2 do
  rays <-
    rays
    |> Array.map (
      (fun (dir, x, y, r, g, b) ->
        let dx, dy = dv dir
        dir, x + dx, y + dy, r, g, b
      )
      >> (fun (dir, x, y, r, g, b) ->
        if ib x y then
          match arr.[x, y] with
          | Wall _ -> Array.empty
          | Sensor -> [| dir, x, y, r, g, b |]
          | FilterR -> [| dir, x, y, r, 0., 0. |]
          | FilterG -> [| dir, x, y, 0., g, 0. |]
          | FilterB -> [| dir, x, y, 0., 0., b |]
          | Mirror d -> [| bounce d dir, x, y, r * 0.8, g * 0.8, b * 0.8 |]
          | _ -> [| dir, x, y, r, g, b |]
        else
          Array.empty
      ))
    |> Array.concat
  Array2D.mapi (fun x y a ->
    match a with
    | Combine d -> Some(x, y, d)
    | _ -> None
  ) arr
  |> fo
  |> Seq.iter (fun (x, y, d) ->
    for i = 0 to rays.Length - 1 do
      let (d', x', y', r, g, b) = rays.[i]
      if x' = x && y' = y then
        rays.[i] <- (d, x, y, r, g, b)
  )
  for d, x, y, r, g, b in rays do
    if ib x y then
      match board.[x, y] with
      | r', g', b' -> board.[x, y] <- r + r', g + g', b + b'

printfn "%s" (
  let mutable s = ""
  for y = 0 to h - 1 do
    for x = 0 to w - 1 do
      s <- s + (match arr.[x, y] with
                | Air ->
                  match board.[x, y] with
                  | r, g, b ->
                    if r + g + b = 0.0 then ' '
                    else
                      if g = 0.0 && b = 0.0 then 'r'
                      elif r = 0.0 && b = 0.0 then 'g'
                      elif r = 0.0 && g = 0.0 then 'b'
                      elif r = 0.0 then 'c'
                      elif g = 0.0 then 'm'
                      elif b = 0.0 then 'y'
                      else 'w'
                | Wall z -> z
                | Mirror z -> if z = mL then '/' else '\\'
                | FilterR -> 'R'
                | FilterG -> 'G'
                | FilterB -> 'B'
                | Sensor -> '?'
                | Combine z -> if z = dN then '^' elif z = dS then 'v' elif z = dW then '<' else '>'
                | Emitter -> '@'
                |> sprintf "%c")
    s <- s + "\n"
  s
)

Array2D.mapi (fun x y a ->
  match a with
  | Sensor -> Some(x, y)
  | _ -> None
) arr
|> fo
|> Seq.iteri (fun i (x, y) ->
  let (r, g, b) = board.[x, y]
  let desc =
    if r + g + b = 0.0 then "None"
    elif g = 0.0 && b = 0.0 then "Red"
    elif r = 0.0 && b = 0.0 then "Green"
    elif r = 0.0 && g = 0.0 then "Blue"
    elif r = 0.0 then "Cyan"
    elif g = 0.0 then "Magenta"
    elif b = 0.0 then "Yellow"
    else "White"
  let avg = int((r + g + b) * 100.0 / (match desc with
                                       | "White" | "None" -> 3.0
                                       | "Red" | "Green" | "Blue" -> 1.0
                                       | _ -> 2.0))
  printfn "#%d: %d%% %s" (i + 1) avg desc
)