分形/目標集
外觀
< 分形
動力學平面被劃分為
- Fatou 集
- Julia 集
Fatou 集由一個或多個吸引到吸引子的吸引域組成。
每個吸引域有一個或多個臨界點,這些臨界點落入週期軌道(吸引子)
- 多項式對映
-
排斥情況:Julia 集不連通,只有一個盆地(週期為 1 的超吸引:無窮大的盆地)
-
2 個盆地,每個盆地只有一個分量
-
2 個盆地:外部(1 個分量)和內部:由無限多個分量組成(吸引情況)
-
2 個盆地:外部和內部。外部僅由一個分量組成(週期為 1 的超吸引)。內部由無限多個分量組成。直接吸引域由包含週期 3 迴圈的 3 個分量組成
-
拋物線吸引子屬於 Julia 集
目標集
- 是前向軌道的陷阱
- 是一個捕獲任何趨向於吸引子的軌道的集合(極限集 = 吸引迴圈 = 固定 / 週期點)。
分類標準:可以根據以下標準進行劃分
- 吸引子(有限或無限)
- 動力學(雙曲型、拋物線型、橢圓型)
- 形狀(逃逸測試)
- 目標
- 目標集的分解:二元分解(BDM)、角度分解,
- 目標集 是動力學平面上包含無窮大且不包含填充 Fatou 集點的任意集合。
- 對於逃逸時間演算法,目標集決定了水平集和曲線的形狀。對於其他方法則不然。
- 對於逃逸到無窮大點的(無窮大盆地 = Julia 集的外部),它是以原點 為中心,半徑 =ER 的圓的外部。
半徑稱為逃逸半徑(ER)或逃逸值。半徑應大於 2。
無窮大
- 對於多項式,無窮大是超吸引不動點。因此,在 Julia 集的外部(無窮大的吸引域)中,所有多項式的動力學都相同。逃逸測試(= 逃逸測試)可以用作第一個通用工具。
- 對於有理對映,無窮大不是超吸引不動點。它可能是週期點,也可能不是。
對於有限吸引子,請參見:按盆地劃分的目標集
參見
這裡
- 是臨界軌道的最後一次迭代
- 是陷阱(圓形)的中心
- 是週期/不動點(阿爾法不動點)
陷阱是以 為中心,半徑 = AR 的圓。
- 穩定性指數 = cabs(乘子) > 1.0
- 週期/不動點(阿爾法不動點)是排斥的 = Julia 集沒有內部
- 當所有點都在Julia集內部時,
- 穩定性指數:0.0 < |乘子| < 0.0

吸引子
- 無窮大對於多項式的正向迭代總是超吸引的。這裡目標集是包含所有Julia集點(及其內部)的任何形狀的外部。
- 當引數c是Mandelbrot集的雙曲分量的中心(核)時,有限吸引子也可以是超吸引的。
在正向迭代的情況下,目標集 是在動力學平面上包含無窮大且不包含填充Julia集點的任意集合。
超吸引情況:這裡
- 所以必須手動設定AR,例如AR = 30*畫素寬度
- 穩定性指數 = |乘子| = 0.0
- 吸引盆的中心是
- 週期1-2和圓形目標
-
不動點屬於Julia集和陷阱的邊界(此處為圓形)。
- 週期大於2,則為三角形目標。
-
拋物線情況下t = 1/30時的三角形陷阱。
在拋物線情況下,陷阱可以用於
對於子週期為1和2的拋物線情況,目標集可以具有圓形形狀。
- 應該
- 計算AR
- 將陷阱中心更改為吸引不動點zp和臨界軌道的最後一次迭代zn之間的中點以獲得:
- 穩定性指數|乘子| = 1.0
- 這裡
對於子週期 > 2,花瓣可以是圍繞父週期不動點的圓的三角形片段。
對於拋物線情況很重要
- 對於Fatou盆(顏色取決於目標集):圍繞不動點的圓 = 內部陷阱
- 對於Fatou盆的組成部分(顏色與迭代模週期成比例) - 上述圓的三角形片段 = 最大三角形(zp,zprep,-zprep) = 組成部分的陷阱
- 對於Fatou盆的水平集(顏色與最後一次迭代次數成比例) = 組成部分的陷阱
- 對於BDM或拋物線棋盤格:2個較小的三角形(zp,zprecr,zcr)和(zp,zcr,-zprecr)= BD的陷阱
-zprecr zf zcr zprecr
其中
- p是週期
- zf = 不動點(這裡週期 = 1)
- zcr = 臨界點z=0
- zprecr = 臨界前點 = 臨界點的原像:。請注意,逆函式是多值的,因此應該選擇合適的原像。
unsigned char ComputeColorOfFatouBasins (complex double z)
{
int i; // number of iteration
for (i = 0; i < IterMax; ++i)
{
// infinity is superattracting here !!!!!
if ( cabs2(z) > ER2 ){ return iColorOfExterior;}
// 1 Attraction basins
if ( cabs2(zp-z) < AR2 ){ return iColorOfInterior;}
z = f(z); // iteration: z(n+1) = f(zn)
}
return iColorOfUnknown;
}
unsigned char ComputeColorOfFatouComponents (complex double z)
{
int i; // number of iteration
for (i = 0; i < IterMax; ++i)
{
// infinity is superattracting here !!!!!
if ( cabs2(z) > ER2 ){ return iColorOfExterior;}
//1 Attraction basins
if ( cabs2(zp-z) < AR2 )
{ return iColorOfBasin1 - (i % period)*20;} // number of components in imediate basin = period
z = f(z); // iteration: z(n+1) = f(zn)
}
return iColorOfUnknown;
}
unsigned char ComputeColorOfLSM (complex double z)
{
//double r2;
int i; // number of iteration
for (i = 0; i < IterMax_LSM; ++i)
{
if ( cabs2(z) > ER2 ){ return iColorOfExterior;}
//1 Attraction basins
if ( cabs2(zp-z) < AR2 ){
return i % 255 ;
}
z = f(z);
}
return iColorOfUnknown;
}
- 圓形
- 正方形
- Julia集
- p-範數圓盤
這是典型的目標集。它是以原點 為中心,半徑為ER的圓的外部。
半徑被稱為逃逸半徑(ER)或溢位值。
以原點為中心,半徑為ER的圓為:
對於逃逸到無窮大點的(無窮大盆地 = Julia 集的外部),它是以原點 為中心,半徑 =ER 的圓的外部。
半徑稱為逃逸半徑(ER)或逃逸值。半徑應大於 2。
對於有限吸引子,它是以週期點為中心的圓的內部。
對於拋物線週期點
- 它被稱為花瓣。
- 花瓣是圓的內部。
- 花瓣圓的中心等於最後一次迭代和拋物線週期點之間的中點。
- 拋物線週期點屬於Julia集。
-
-
拋物線情況
這裡目標集是邊長為的正方形的外部,該正方形以原點為中心。
埃舍爾式平鋪是水平集方法(LSM/J)的修改版。這裡逃逸時間的水平集是不同的,因為目標集是不同的。這裡目標集是一個縮放後的填充Julia集。
更多描述請參見
- Fractint : escher_julia
- Heinz-Otto Peitgen、Dietmar Saupe編著的《分形影像科學》第187頁[2]
-
巴西利卡
-
c = -1.24
-
杜瓦迪兔子
另請參閱
- ↑ 川平朋樹的填充Julia集的鑲嵌
- ↑ {Peitgen, H.O. and Fisher, Y. and Saupe, D. and McGuire, M. and Voss, R.F. and Barnsley, M.F. and Devaney, R.L. and Mandelbrot, B.B.}, (2012). 《分形影像科學》. Springer Science & Business Media, 2012. p. 187. ISBN 9781461237846.
{{cite book}}: CS1 maint: extra punctuation (link) CS1 maint: multiple names: authors list (link) - ↑ fractalforums.org : Kalles Fraktaler的其他退出變化