Язык фракталов
Фракталы — это, прежде всего, язык геометрии. Однако их главные элементы недоступны непосредственному наблюдению. В этом отношении они принципиально отличаются от привычных объектов евклидовой геометрии, таких, как прямая линия или окружность. Фракталы выражаются не в первичных геометрических формах, а в алгоритмах, наборах математических процедур. Эти алгоритмы трансформируются в геометрические формы с помощью компьютера. Репертуар алгоритмических элементов неисчерпаем. Овладев языком фракталов, можно описать форму облака так же чётко и просто, как архитектор описывает здание с помощью чертежей, в которых применяется язык традиционной геометрии.
Язык — это очень подходящая метафора для концепции, лежащей в основе фрактальной геометрии. Как известно, индоевропейские языки базируются на алфавите с конечным числом букв (например английском, включающем 26 букв).
Буквы не несут в себе никакого смыслового значения до тех пор, пока они не соединены в слова. Точно так же евклидова геометрия состоит лишь из нескольких элементов (прямая, окружность и т.д.), из которых строятся сложные объекты, геометрически выражающие некий смысл.
С другой стороны, азиатские языки, например китайский, состоят из символов, которые сами
по себе уже выражают смысловое значение. Количество возможных символов, или элементов этих языков, произвольно велико и может считаться бесконечным. Аналогично можно рассматривать и фрактальную геометрию. Она состоит из бесконечного количества элементов, каждый из которых является завершённым и единственным в своем роде. Геометрические элементы определяются алгоритмами, которые функционируют как единицы «смыслового значения» в рамках фрактального языка.
Фрактальная графика
Последней из рассматриваемых видов компьютерной графики - это фрактальная графика. Фрактальная графика является на сегодняшний день одним из самых быстро развивающихся перспективных видов компьютерной графики. Математической основой фрактальной графики является фрактальная геометрия. Здесь в основу метода построения изображений положен принцип наследования от, так называемых, «родителей» геометрических свойств объектов-наследников. Фракталом называется структура, состоящая из частей, которые в каком-то смысле подобны целому. Одним из основных свойств фракталов является самоподобие. Объект называют самоподобным, когда увеличенные части объекта походят на сам объект и друг на друга. Перефразируя это определение, можно сказать, что в простейшем случае небольшая часть фрактала содержит информацию обо всем фрактале. Автор работы создал программу в Паскале «Фрактальный треугольник».
program graphika;
uses graph;
procedure Graphinterface;
var gd, gm, error: integer;
s: String;
begin
gd:= detect;
s:='';
initgraph (gd, gm, s);
error:= Graphresult;
if error<>GrOk then
begin
writeln(GraphErrorMsg(Error));
Halt(error)
end
end;
var
n,j: integer;
dx,dy: real;
x,y:array[1..3] of real;
begin
Graphinterface;
setbkcolor(9);
cleardevice;
n:=50;
x[1]:=120; x[2]:=520; x[3]:=320;
y[1]:=360; y[2]:=360; y[3]:=120;
dx:=(x[2]-x[1])/n;
dy:=(y[1]-y[3])/n;
for j:=1 to n div 2 do
begin
Line(round(x[1]+dx*j),round(y[1]-dy*j),round(x[2]-dx*j),round(y[2]-dy*j));
line(round(x[2]-dx*j),round(y[2]-dy*j),round(x[3]),round(y[3]+dy*j));
line(round(x[3]),round(y[3]+dy*j),round(x[1]+dx*j),round(y[1]-dy*j));
end;
Readln;
CloseGraph;
end.
В центре фрактальной фигуры находится её простейший элемент — равносторонний треугольник, который получил название «фрактальный треугольник». Затем, на среднем отрезке сторон строятся равносторонние треугольники со стороной, равной (1/3a) от стороны исходного фрактального треугольника. В свою очередь, на средних отрезках сторон полученных треугольников, являющихся объектами-наследниками первого поколения, выстраиваются треугольники-наследники второго поколения со стороной (1/9а) от стороны исходного треугольника.
Таким образом, мелкие элементы фрактального объекта повторяют свойства всего объекта. Процесс наследования можно продолжать до бесконечности. Помимо фрактальной живописи существуют фрактальная анимация и фрактальная музыка.
Создатель фракталов — это художник, скульптор, фотограф, изобретатель и ученый в одном лице. Вы сами задаете форму рисунка математической формулой, исследуете сходимость процесса, варьируя его параметры, выбираете вид изображения и палитру цветов, то есть творите рисунок «с нуля».