80000
1.2
0
100%
1.00

关于巴恩斯利蕨的更多信息

巴恩斯利蕨

巴恩斯利蕨是由四个小公式构成的分形。从原点出发,一次又一次地随机选择一个仿射变换。数万个点之后,一株黑铁角蕨便出现了。每片小叶都是整片叶子的缩小副本,因此无论怎样放大,图像都细节丰富。 观看蕨类生长,放大某片小叶,或微调系数。

它是如何运作的

  1. 打开本页面,看混沌游戏把蕨类一点点填满。
  2. 拖动可平移,滚动可缩放。一片小叶就是缩小画出的同一株蕨。
  3. 切换品种,按绘制它们的变换为点着色,或微调卷曲和小叶大小,然后保存为 PNG。

四个变换,一片叶

每一步都执行 f(x, y) = 矩阵乘以 (x, y),再加上一个平移。黑铁角蕨使用四个这样的变换。一个绘制茎,约 1% 的时间被选中。一个把蕨复制成茎上更高处的一片更小的小叶,约 85% 的时间被选中。另外两个绘制最下方的左、右羽片,各约 7% 的时间被选中。由于这些羽片本身就是整株蕨的副本,侧枝便自然出现了。

混沌游戏

第一个点是原点。每个新点都是前一个点在按上述概率选出的变换下的像。画出足够多的点后,点云就会落在蕨上。相同的系数总是生成相同的形状。经典叶片大约位于 −2.18 < x < 2.66、0 ≤ y < 10 的范围内。

变异与自相似

改变系数,植物也随之改变。金星蕨科和薄囊蕨是已发表的、同样由四个变换构成的黑铁角蕨近亲。卷曲让茎倾斜。小叶大小缩放两个侧向变换。按变换着色会把茎、逐级小叶、左羽片和右羽片涂成不同颜色,让你看出每个点由哪个公式绘制。放大看看:细节永远不会耗尽。

常见问题

什么是巴恩斯利蕨?

Michael Barnsley 提出的一种分形,外形仿照黑铁角蕨(Asplenium adiantum-nigrum)。它是一个迭代函数系统:四个仿射变换反复作用,画出整株植物。

四个变换分别做什么?

一个把每个点映射到茎上。一个生成茎上更高处、更小的下一片小叶。一个绘制左侧的大羽片,一个绘制右侧的大羽片。侧羽片中包含同一株蕨的更小副本。

为什么可以无限放大?

这株蕨是自相似的。每片小叶都是整片叶子经过某个变换后的结果,所以近看到的是同一构造的又一个副本,而不是一张固定图像的模糊放大。

什么是变异品种?

同样的四变换配方,只是系数不同。金星蕨科和薄囊蕨是两个已发表的变异体。卷曲、小叶大小和随机会进一步改变系数,这正是巴恩斯利超分形背后的思想。

蕨类图像会离开我的设备吗?

不会。所有点都在你的浏览器中计算。可以保存为 PNG,或在 PictorX 编辑器中打开画布。

准备好尝试了吗?

在浏览器中打开 PictorX — 无需安装,无需信用卡即可启动。

前往编辑器