Contents
Предельное изображение можно довольно быстро определить путем оценки, но его невозможно достичь в рамках самого процесса. Трёхмерное представление множества Мандельброта используется для изучения этой сложнейшей и интереснейшей фрактальной структуры. На рисунке показан электрический потенциал, окружающий заряженное множество Мандельброта.
Фрактал является самоподобной (точно или приблизительно) структурой. Если вы поднесете к любой из представленных картинок микроскоп, увеличивающий изображение, например, в 100 раз, и посмотрите на фрагмент попавшего в окуляр кусочка фрактала, то вы обнаружите, что он идентичен исходному изображению. Если вы возьмете более сильный микроскоп, увеличивающий изображение в 1000 раз, то вы обнаружите, что кусочек попавшего в окуляр фрагмента предыдущего изображения имеет ту же самую или очень похожую структуру. В целом эти критерии формируют руководящие принципы для исключения определенных случаев, например тех, которые могут быть самоподобными без других типичных фрактальных особенностей. В 1975 году, когда Мандельброт придумал слово «фрактал», он сделал это для обозначения объекта, размерность Хаусдорфа – Безиковича больше, чем его топологическая размерность.
Было обнаружено, что многие реальные и модельные сети обладают фрактальными характеристиками, такими как самоподобие. Абстрактная композиция стиля «Симметрии Хаоса» в программе векторной графики на тему «дробной размерности фрактальных структур». Однако, любые объекты или структуры, комбинируясь с кратными на порядки уменьшением и увеличением масштабов, всегда производят самые удивительные фрактальные структуры таковы процессы формообразования «её величества» Природы.
Движение динамической системы можно наглядно изобразить траекторией на фазовой плоскости, где оси X и Y – обобщенные координата и импульс частицы. Траектории сходятся к одной точке, отвечающей положению равновесия – полной остановке маятника. Все траектории ‘наматываются’ на предельный цикл – замкнутую кривую, соответствующую установившемуся процессу. Во-первых, с его помощью можно принципиально по-новому организовать общее информационное пространство, создавая в нем большие открытые группы пользователей – подпространства. В рамках каждой группы вводится свой “язык” общения – единые для всех участников правила, протоколы и другие признаки данной “информационной субкультуры”. Для желающих освоить этот “язык” и стать членом сообщества имеются относительно простые средства доступа.
Фактически найден способ легкого представления сложных неевклидовых объектов, образы которых весьма похожи на природные. Фрактальная компьютерная графика широко используется при создании мультфильмов и фантастических художественных фильмов. Используются антенны, имеющие фрактальные формы, что сильно уменьшает их размеры и вес.
Рекурсивная процедура получения фрактальных кривых
Это довольно сложная процедура, использующая специальные преобразования на комплексной плоскости (что это такое – знать не надо). Важно только то, что эти преобразования являются повторяющимися (происходят, как говорят в математике, итерациями). Вот в результате этого повторения и возникают фракталы (те, которые вы видели выше). 2) В общей теории неоднородности и однородности самоорганизации систем введение фрактальных множеств позволяет объяснить и предсказать многие явления в самых различных областях. Когда двумерные фракталы повторяются много раз, периметр фрактала увеличивается до бесконечности, но площадь может никогда не превышают определенное значение.
Что вы знаете о фракталах в информатике?
В информатике рассматривается третий вид компьютерной графики – фрактальная. Термином «фрактал» (от латинского fractus – дробленый, состоящий из фрагментов) обозначают геометрическую фигуру, обладающую свойством самоподобия, то есть составленную из нескольких частей, каждая из которых подобна всей фигуре целиком.
Дисимметрия – это единство симметрии и асимметрии, а скейлинг – изменяющееся подобие, или подобие со скольжением. Мандельброт, в связи с хаотической синхронизацией, определяющей понятие фрактала, возникла идея о том, что некоторые феномены нашего мира имеют одинаковую структуру при рассматривании их вблизи или издалека. В любом масштабе, когда мы увеличиваем картинку, желая разглядеть что-либо получше, изменяются лишь незначительные детали. Заметим – меняющееся, но подобие; подобие, но нестатичное, синхронно неопределенное.
Конструктивные (геометрические) фракталы
Вы получите такое же изображение, как на географической карте. Но какое все это великолепие имеет отношение к нашей реальной жизни и к тому, что окружает нас в природе и повседневном мире? Заметим, фрактальность бытия исключает индетерминизм, к которому склонна неклассическая философия, но выявляет одну из его более тонких форм – детерминацию стихийной случайности. Люди выглядят особенно хорошо -адаптирован для обработки фрактальных паттернов со значениями D от 1,3 до 1,5. Когда люди видят фрактальные модели со значениями D от 1,3 до 1,5, это снижает физиологический стресс.
Все эти вышеперечисленные фракталы можно условно отнести к одному классу конструктивных (геометрических) фракталов. В 1872 году немецкий математик Карл Вейерштрасс построил пример непрерывной функции, которая нигде не дифференцируема. Поэтому нам особенно интересно на каких же принципах и законах эти структуры возникали и не только материально в нашей реальности но и виртуально на уровне квантовой запутанности. Например закономерно организованная фрактальная структура — форма строения квантово запутанной волновой системы образов Тёмной энергии. Для его построения из центра равностороннего треугольника “вырежем” треугольник.
В ином случае комментарий может быть допущен в редакции без ссылок по тексту либо удален. Таким образом, в глобальном масштабе тот или иной рынок «воспроизводит» сам себя. Допуская случайные флуктуации, вызванные массой внешних факторов, в каждый конкретный момент времени. Конечно, в масштабах миллиардов световых лет, она, Вселенная, устроена однородно. И тогда мы увидим, что никакой однородности в ней нет. Где-то расположены галактики (звездные скопления), где-то – пустота.
Множество пленников и множество беглецов отделены друг от друга бесконечно тонкой границей, известной как множество Жюлиа (см. рис. 5). Ещё одна параллель между фрактальной геометрией и теорией хаоса заключается в том, что последние открытия в той и другой области стали возможными благодаря мощным современным компьютерам. Этот факт противоречит традиционным математическим представлениям.
⇡#Fractal Zoomer: компактный фрактальный генератор
ФРАКТАЛЫ — геометрия дробной размерности Это свойство схожести в строении отдельной части с единым целым, которое свидетельствует о принципе рекурсивного самоподобия. Фракталы, не имея строго идентичных элементов, обладают подобностью при любом масштабе, что свойственно множеству систем и объектов нашей реальности. Геометрия, которую мы изучали в школе и которой пользуемся в повседневной жизни, восходит к Эвклиду (примерно 300 лет до нашей эры). Треугольники, квадраты, круги, параллелограммы, параллелепипеды, пирамиды, шары, призмы – типичные объекты, рассматриваемые классической геометрией. Предметы, созданные руками человека, обычно включают эти фигуры или их фрагменты. Действительно, похожи ли, например, лесные красавицы ели на какой-либо из перечисленных предметов или их комбинацию?
Кроме того, фрактал – это динамическая, растянуто-сконцентрированная во времени и пространстве бифуркация, выражающая идею переходных состояний. Escher, например Circle Limit III, содержат повторяющиеся до бесконечности формы, которые становятся все меньше и меньше по мере приближения к краям, в шаблоне, который всегда будет выглядеть одинаково при увеличении. Неравномерность локально и глобально, которую нелегко описать в традиционной евклидовой геометрии. Для изображений фрактальных узоров это выражается такими фразами, как «плавно нагромождение поверхностей» и «завихрения за завитками».
— дроблёный, сломанный, разбитый) — геометрическая фигура, обладающая свойством самоподобия, то есть составленная из нескольких частей, каждая из которых подобна всей фигуре целиком. В математике под фракталами понимают множества точек в евклидовом пространстве, имеющие дробную метрическую размерность (в смысле Минковского или Хаусдорфа), либо метрическую размерность, отличную от топологической. В качестве примера использования IFS для построения фрактальных структур, рассмотрим кривую Коха (Рис.1) и “дракона” Хартера-Хейтуэя (Рис.2). Выделим в этих структурах подобные части и, для каждой из них вычислим коэффициенты аффинного преобразования.
Но на многое то, что нас окружает, и что происходит в нашей повседневной жизни, позволяет смотреть совсем другими глазами. Она постулирует общую, глобальную зависимость ценообразования от того, что было в прошлом. Но случайные скачки и падения цен, которые могут происходить сиюминутно, имеют особенность собираться в кластеры. Которые воспроизводятся на больших масштабах времени. Поэтому, анализируя то, что было когда-то, мы можем прогнозировать, как долго продлиться та или иная тенденция развития рынка (рост или падение). На географической карте это такая голубая извилистая линия.
Как работать с фракталами?
Фрактал вверх (вниз) возникает, когда появляется серия из минимум пяти последовательных свечей, в которой перед и за самым высоким максимумом (низким минимумом) находятся два более низких максимума (высоких минимума). Для покупок интерес представляют только максимумы свечей — фракталы вверх.
Таким образом, для получения каждого последующего поколения, все звенья предыдущего заменяются уменьшенным образующим элементов. Тогда, кривая n-го поколения при любом конечном n называется предфракталом. В случае, когда n стремится к бесконечности кривая Коха становится фрактальным объектом. Они описывают реальный мир даже лучше, чем традиционная физика или математика. Броуновское движение – это, например, случайное и хаотическое движение частичек пыли, взвешенных в воде.
Отношение числа отсеченных ветвей к числу оставшихся всегда остается примерно постоянным, хотя на первом этапе обламываются крохотные побеги длиной в несколько сантиметров, а на последнем – многометровые ветви. Еще Леонардо да Винчи предположил, что сумма площадей сечения всех ветвей дерева на определенном уровне дает площадь сечения его ствола. А ведь по древовидному принципу устроена нервная, дыхательная и кровеносная системы животных.
На фото — здание одного из самых сложных в архитектурном плане комплексов, расположенное в мельбурнском городском районе (Австралия). В комплексе объединены культурные, рекреационные и коммерческие проекты. Использовать фракталы как «что-то полезное» можно не только в компьютерных играх или для релаксации. Именно фракталы подсказали способ уменьшения размера антенн для сотовых телефонов.
Легко заметить, что в отличие от форм Эвклида природные объекты не обладают гладкостью, их края изломаны, зазубрены, поверхности шероховаты, изъедены трещинами, ходами и отверстиями. Именно он в 1975 году впервые ввел понятие фрактала – от латинского слова fractus, сломанный камень, расколотый и нерегулярный. Оказывается, почти все природные образования имеют фрактальную структуру. Если посмотреть на фрактальный объект в целом, затем на его часть в увеличенном масштабе, потом на часть этой части и т. П., то нетрудно увидеть, что они выглядят одинаково.
Она либо свободно путешествует по плоскости, постепенно уходя в бесконечность, либо оказывается замкнутой в определённой области комплексной плоскости. Первые из них образуют множество «беглецов», те же, что остаются в замкнутом пространстве, принадлежат множеству «пленников». Исходная точка z0, выбранная из множества пленников, генерирует последовательность, которая остаётся в численной неволе, независимо от того, сколько поколений этой последовательности вычисляется. Форма этой «тюрьмы» зависит от выбранного значения параметра c. Для точки z0, лежащей вне замкнутой области, последовательность zk удаляется от центра плоскости и уходит в бесконечность.
Результаты работы над проектом
Таким образом, фрактал представляет собой структуру, состоящую из частей, подобных целому. Именно свойство самоподобия резко отличает фракталы от объектов классической геометрии. Двумерные стохастические фракталы используются при моделировании рельефа местности и поверхности моря. Когда Натан подключил антенну к радиоприемному устройству, он был очень удивлен — чувствительность резко увеличилась. После серии экспериментов будущий профессор Бостонского университета понял, что антенна, сделанная по фрактальному рисунку, имеет высокий КПД и покрывает гораздо более широкий частотный диапазон по сравнению с классическими решениями.
Экспортированные модели могут быть использованы в 3D-проектах при работе с такими трехмерными редакторами, как Blender, 3ds max и прочие. В тех случаях, когда необходимо построить математически точный фрактал, на помощь придет кроссплатформенный редактор XaoS . В вашем распоряжении имеется всего две простейших формы — четырехугольник и круг. Вы можете добавлять их на холст, масштабировать (чтобы масштабировать вдоль одной из осей, удерживайте клавишу Shift) и вращать. Перекрываясь по принципу булевых операций сложения, эти простейшие элементы образуют новые, менее тривиальные формы.
Фракталовизор для телепортала клономиров, 2018
Однако математическая база для создания этой теории была заложена еще до рождения самого Мандельброта, а вот развиваться она не могла, пока не появились электронные вычислительные машины. Последний, как и многие другие известные математики, очень любил общаться с детьми, задавая им вопросы и получая неожиданные ответы. Так, например, девятилетний племянник Эдварда Каснера придумал хорошо всем известное теперь слово «гугол», обозначающее единицу со ста нулями. Американский математик любил задавать вопрос, какова длина береговой линии США.
Ученые предполагают, что естественный ход поисковых движений наших глаз — фрактальный. При совпадении размерности траектории движения глаз и фрактального объекта мы впадаем в состояние физиологического резонанса, за счет чего активизируется деятельность определенных участков мозга. Например, положение точки на кривой определяется одной координатой, на поверхности (не обязательно плоскости) двумя координатами, в трёхмерном пространстве тремя координатами. Что свойства Тёмной энергии, в рамках физико-математических законов, определяют видимую материю. Именно эта структура формировала взаимодействия во всей материальной реальности.
Что такое фрактальное изображение?
Фрактальная графика – вид компьютерной графики. Математическая основа фрактальной графики – фрактальная геометрия. В основу метода построения изображений положен принцип наследования от, так называемых, ‘родителей’ геометрических свойств объектов-наследников. Фрактальная графика является вычисляемой.
Зрелищность фрактальной анимации с успехом используют виджеи. Особенно часто такие видеоинсталляции используются на концертах исполнителей электронной музыки. Дизайнеры со всего мира начали использовать в своих работах замечательные фрактальные структуры, только недавно описанные видными математиками. Еще одни типичнейшим представителем фрактального подводного мира является коралл. Фракталы, при построении которых в итеративной системе случайным образом изменяются какие-либо параметры, называются стохастичными.
Таким образом, ему удалось стать первым художником, применившим в компьютерной графике фрактальный алгоритм для построения изображений. Как только стало известно о проделанной работе, энтузиасты по всему миру подхватили эту идею и стали использовать фрактальный алгоритм для имитации реалистичных природных форм. Такая аналогия была выбрана математиком не случайно. Дело в том, что как только он обнародовал свои исследования, ему пришлось столкнуться с целым шквалом критики. Главное, в чем упрекали его коллеги, — бесполезность разрабатываемой теории.
Например, французский математик Пьер Жозе Луи Фату описал это множество более чем за семьдесят лет до открытия Бенуа Мандельбротом. Если же говорить про принципы самоподобия, то о них упоминалось еще в трудах Лейбница и Георга Кантора. Создавать свои собственные фракталы может каждый, используя доступные графические программы. От самого процесса создания совершенно для нас нового и одновременно невероятно красивого, порой фантастического, получаешь массу удовольствия. Изучая фрактальные модели для практического применения, каждый сможет выбрать подходящее для себя направление.
Появление и развитие компьютерной техники дало толчок в применении принципа фрактальности в науке. Использование фрактальной геометрии при проектировании антенных устройств было впервые применено американским инженером Натаном Коэном, который тогда жил в центре Бостона, где была запрещена установка внешних антенн на здания. Натан вырезал Форекс фо ю отзывы из алюминиевой фольги фигуру в форме кривой Коха и наклеил её на лист бумаги, затем присоединил к приёмнику. Фракталы естественным образом возникают при изучении нелинейных динамических систем. Наиболее изучен случай, когда динамическая система задаётся итерациями многочлена или голоморфной функции комплексной переменной на плоскости.
Чтобы получить полное представление о таком множестве, нужно проделать огромное количество вычислений — сотни, тысячи, миллионы. Но когда в распоряжении математиков появились мощные вычислительные устройства, они смогли по-новому взглянуть на формулы и выражения, которые давно вызывали интерес. Мандельброт был первым, кто использовал компьютер для просчета классического фрактала. Обработав последовательность, состоящую из большого количества значений, Бенуа перенес результаты на график.
Повторим эту же процедуру для трех образовавшихся треугольников (за исключением центрального) и так до бесконечности. Если мы теперь возьмем любой из образовавшихся треугольников и увеличим его – получим точную копию целого. В данном случае мы имеем дело с полным самоподобием. Деревья, как и многие другие объекты в природе, имеют фрактальное строение.
