(一)前言
许久之前,斌牛就完成了对分形艺术中 L-System 的研究学习,其中的每个图形都是无比的冲击与震撼,几何之美,淋漓尽致。在此也感谢胡老师提供的分形艺术研究的点子。
附:斌牛L-System之学习总结博客:http://wybwzl.iteye.com/blog/1275520
胡老师推荐BBC混沌理论视频: http://v.youku.com/v_show/id_XMTcyNjE2MzMy.html
分形艺术网址推荐:http://paulbourke.net/fractals/
(二)正文
下面先给出一幅图感受IFS (Iterated Function System) 分形美感。
图1.Sprial
不知道读者看到这么一幅图的第一感受是什么样的,至少我第一次看到的时候就被惊住了。当然,在这里我要说的是:这幅图的灵魂是一个极其简单的二元一次数学方程组。必须要重复的是“极其简单”。分形艺术本身就不是复杂的,它是以非常简单非常普遍的规则或公式为基石,展示了一种自相似的美,甚至揭露宇宙规律。
对于L-System,定义一个规则就能生成一幅美图。这对于本文要介绍的IFS也是一样,这个规则就是一个n维甚至是一维的方程组。规则不仅产生了美图,以至于我们人类都是活在规则之下。
对于IFS-System来说,其核心二元一次方程组都是这样的:
可以看出,两条递推公式会随着a,b,c,d,e,f六个参数的变化得到不一样的结果,我们要做的就是把这6个参数和一个概率定下来,仅此而已。(概率稍后会提到)
好了,具体还是拿图1.Spiral来说,在上述方程组基础上我们运用下面的参数表就能画出:
可以看出,我们需要三组不同的 a~f 的值来构造Spiral图形,不同的set,会把某个固定点(x, y)映射到不同的位置。而细心的你会发现,对于每一组参数值都对应一个概率(probability),不能小看这个概率,它直接影响整幅图的美感。如果三个set的概率改成0.333, 0.333, 0.334的话,会得到一个相对颜色均匀的图形,那将会是另外一番景象。可以通俗一点儿来说:参数 a~f 决定图形轮廓,概率p决定图形某些位置颜色的深浅。
IFS图形是一种概率算法的体现,这种用概率来绘画与L-System是完全不同的。
那么,这个参数表怎么来构造呢?概括的说有这么些常用的方法:交互式确定法、三点式确定法、图形变换法,参数试验法,具体见上传论文《利用图形变换法快速提取分形图IFS码》,此处不再赘述。
至此已经把我所熟知的 IFS 分形介绍完毕,一句话总结就是:
IFS = 二元一次方程组 + 参数表 + 概率
下面以几幅IFS分形图结束本文:
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