PCが描く奇妙な画像集(数学的万華鏡と生物形態等の世界)

・インタープリタBASICによるフラクタルとカオスの奇妙な画集。

540 Z^2+0.5→Z^3+0.5変容時の『萌芽』のフラクタル性

2014-08-24 08:09:22 | ジュリィア集合の変形:Z^s+C
記事537で、s の増加につれて Z^s+0.5 画像の『萌芽』発生と其の『成長・分裂』の様子を調べた。下図は其の様子の画像である。



この『萌芽』の初期の段階のs=2.336での Z^s+0.5 拡大画像が下図であった。



上図の初期『萌芽:s=2.236』画像の中の部分を拡大し其のフラクタル性を調べる。




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注:記事537aのアニメ参照

539 Z^7+μ 画像のフラクタル性

2014-08-24 07:58:05 | ジュリィア集合の変形:Z^s+C
Z^s+μ画像(sは0を含む整数、μは実定数)については今迄散々此のブログで掲載してきた。
特に Z^3+0.5画像は複素関数が単純なためもあって、大変面白い特徴が分かり易く見られる。

今回取り上げる Z^7+μ画像も其の特徴は本質的に Z^3+0.5画像と同じで、画像の『整然としたフラクタル性』『収束点の数の無限の階層性』等も此の画像を見れば一目瞭然に分かる。これらの説明は割愛するが、Z^7+μ 画像は画像自体が美しいので掲載する。

なお、この画像作成は以下の手順による。

1.複素関数:Z^7+μ
2.N-loop脱出条件:X^2+Y^2>100 ならば脱出する。Nmax=500
3.N-loop脱出後のpset条件:(|X|<100 or |Y|<100) ならばpsetする。←ここが従来の画像と異なる。
N-loop脱出ときのN値をNoとすると、psetの色:CはC=No mod 16 とする。
但し、C=7ならばC=8とする。
4.N-loop貫通時は、C=15とする。

下図は Z^7+μにおいて、μ を変化させた画像である。





下図は Z^7+0.365 画像である。



上図の 4 箇所の部分を拡大する。




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538 Z^5+μ 画像のフラクタル性

2014-08-24 07:38:08 | ジュリィア集合の変形:Z^s+C
Z^s+μ画像(sは0を含む整数、μは実定数)については今迄散々此のブログで掲載してきた。
特に Z^3+0.5画像は複素関数が単純なためもあって、大変面白い特徴が分かり易く見られる。

今回取り上げる Z^5+μ画像も其の特徴は本質的に Z^3+0.5画像と同じで、画像の『整然としたフラクタル性』『収束点の数の無限の階層性』等も此の画像を見れば一目瞭然に分かる。これらの説明は割愛するが、Z^5+μ 画像は画像自体が美しいので掲載する。

なお、この画像作成は以下の手順による。

1.複素関数:Z^s+0.5
2.N-loop脱出条件:X^2+Y^2>100 ならば脱出する。Nmax=500
3.N-loop脱出後のpset条件:(|X|<100 or |Y|<100) ならばpsetする。←ここが従来の画像と異なる。
N-loop脱出ときのN値をNoとすると、psetの色:CはC=No mod 16 とする。
但し、C=7ならばC=8とする。
4.N-loop貫通時は、C=15とする。

下図は Z^5+μにおいて、μ を変化させた画像である。



下図は Z^5+0.565 画像である。



上図の 6 箇所の部分を拡大する。




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以下は上図の各部分の拡大画像である。





















537 Z^2+0.5→Z^3+0.5の変容画像(その3)フラクタル性について。

2014-08-24 07:18:57 | ジュリィア集合の変形:Z^s+C
以前の記事489~494にて、Z^2+0.5画像が Z^3+0.5画像に移行する場合の変容の形態を調べた。特に興味深い箇所は下図の赤矢印の部分の変容である。今回移行の記事は此の変容の形態を更に詳しく調べる。



上図の赤印部分での形態の変容が著しいのは、s=2.2→2.4 の場合で、この箇所を更にsを6分割した画像が下図である。



上図の変容箇所を拡大した画像が下図である。



上図より、変容の形態が著しいのは、s=2.32→2.4 の場合で、この箇所を更にsを6分割した画像が下図である。



上図より、s の増加につれて Z^s+0.5 画像の『萌芽』の様子が分かる。基本的に形態の変容は連続的であるが、その『内臓部』は微妙に変化していく。上図の各sの拡大図が下図である。














上図より、s の増加につれて『内臓部』は相似形態に分裂していく様子が分かる。
その様子は生命体の細胞分裂を連想させる。分裂した部分の形態は互いに相似になっている。
従って其の画像構造は相似な部分の集合体の様相を呈する。このsの増加による画像のフラクタル性は無限に連鎖し、『増殖』していく。

この画像作成は以下の手順による。
1.複素関数:Z^s+0.5
2.N-loop脱出条件:X^2+Y^2>100 ならば脱出する。Nmax=50
3.N-loop脱出後のpset条件:(|X|<10 or |Y|<10) ならばpsetする。
N-loop脱出ときのN値をNoとすると、psetの色:CはC=No mod 16 とする。
但し、C=7ならばC=8とする。
4.N-loop貫通時は、C=15とする。

この画像においてフラクタル性を発現させる要因はN-loopの存在による「自己回帰」である。
この簡単な手順の繰り返しがフラクタル性を発現させている。恐らく此の実世界の物象の形態も似たような手順で発現しているのだろう。

***
上図において特に興味深いのは、s=2.384の画像で、下図に示すように此の画像の中の1-1部は
1-2部即ちs=2.384画像の相似画像となっている!!
















496 Z^2.6画像の中の変容部分の画像のフラクタル性

2014-08-20 06:38:50 | ジュリィア集合の変形:Z^s+C
Z^2.4画像における画像形態の変容画像を記事493に示した
下の画像から分かるように拡大部分の画像は、元の画像と自己相似(フラクタル)な形態となっている。更に其の中の部分も自己相似(フラクタル)な形態となっていることが分かる。このようなフラクタル性は画像を如何に拡大していっても続いているらしい。この性質は画像作成アルゴリズムが自己回帰になっているのだから当然と言える。

なお各拡大画像の相似図形において色が異なるのは、N-loop脱出のN値(Noとする)が異なるためである。色:C=No mod 16 としている。







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下図は1-1図の回転画像。いかにも「放散虫」らしく見える。




495 Z^2.4画像の中の変容部分の画像のフラクタル性

2014-08-19 09:41:00 | ジュリィア集合の変形:Z^s+C
Z^2.4画像における画像形態の変容画像を記事493に示した。

下の画像から分かるように拡大部分の画像は、元の画像と自己相似(フラクタル)な形態となっている。更に其の中の部分も自己相似(フラクタル)な形態となっていることが分かる。このようなフラクタル性は画像を如何に拡大していっても続いているらしい。この性質は画像作成アルゴリズムが自己回帰になっているのだから当然と言える。

なお各拡大画像の相似図形において色が異なるのは、N-loop脱出のN値(Noとする)が異なるためである。色:C=No mod 16 としている。








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494 Z^2+0.5→Z^3+0.5の変容画像(その3)

2014-08-19 09:26:50 | ジュリィア集合の変形:Z^s+C
複素関数:Z^s+0.5において、s=2→2.2→2.→2.6→2.8→3 と移行する場合、

前記事m302と同様に、変化が目立つのは「放散虫」の「内臓」部分の上端及び下端の部分(下図の赤矢印が示す部分)の変容である。



以下に其の部分の、s=2, 2.2, 2.4 2.6 2.8 3 の場合の画像を示す。
画像構造が分裂していく様子が分かる。言わば「細胞分裂」によって「放散虫:Z^2+0.5」から「放散虫:Z^3+0.5」へと変容していく様子を示している。














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なお、Z^2+0.5→Z^3+0.5 画像全体の変容アニメは→ Z^2+0.5→Z^3+0.5





493 Z^2+0.5→Z^3+0.5の変容画像(その2)

2014-08-19 09:12:22 | ジュリィア集合の変形:Z^s+C
複素関数:Z^s+0.5において、s=2→2.2→2.→2.6→2.8→3 と移行する場合、

特に変化が目立つのは「放散虫」の「内臓」部分の左端の部分(下図の赤矢印が示す部分)
の変容である。



以下に其の部分の、s=2, 2.2, 2.4 2.6 2.8 3 の場合の画像を示す。
画像構造が分裂していく様子が分かる。言わば「細胞分裂」によって
「放散虫:Z^2+0.5」から「放散虫:Z^3+0.5」へと変容していく様子を示している。













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なお、Z^2+0.5→Z^3+0.5への画像全体の変容のアニメはZ^2+0.5→Z^3+0.5

492 Z^2.8+0.5 画像の変容部分の観察

2014-08-19 09:05:20 | ジュリィア集合の変形:Z^s+C
今回の画像は、Z^2.8+0.5 画像の変容部分を拡大して見る。
図から分かるように此れらの変容部分の画像は、元の全体画像の歪んだ相似な画像となっている。この変容の部分の画像自体も自己相似な画像構造となっており興味深い。

「放散虫」の「内臓」の変容による「萌芽」部分が既に元の「親」画像と歪んではいるが相似画像(フラクタル画像)となっていることが分かる。其の様子は、まさに「自己分裂」と形容できるだろう。 





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491 Z^2.6+0.5 画像の変容部分の観察

2014-08-19 08:59:33 | ジュリィア集合の変形:Z^s+C
今回の画像は、Z^2.6+0.5 画像の変容部分を拡大して見る。
図から分かるように此れらの変容部分の画像は、元の全体画像の歪んだ相似な画像となっている。この変容の部分の画像自体も自己相似な画像構造となっており興味深い。

「放散虫」の「内臓」の変容による「萌芽」部分が既に元の「親」画像と歪んではいるが相似画像(フラクタル画像)となっていることが分かる。其の様子は、まさに「自己分裂」と形容できるだろう。 





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490 Z^2.4+0.5 画像の変容部分の観察

2014-08-19 08:51:40 | ジュリィア集合の変形:Z^s+C
今回の画像は、Z^2.4+0.5 画像の変容部分を拡大して見る。
図から分かるように此れらの変容部分の画像は、元の全体画像の歪んだ相似な画像となっている。この変容の部分の画像自体も自己相似な画像構造となっており興味深い。

「放散虫」の「内臓」の変容による「萌芽」部分が既に元の「親」画像と歪んではいるが相似画像(フラクタル画像)となっていることが分かる。其の様子は、まさに「自己分裂」と形容できるだろう。 





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489 Z^2+0.5→Z^3+0.5の変容画像(その1)

2014-08-19 08:31:18 | ジュリィア集合の変形:Z^s+C


今回の画像はZ^2+0.5画像がZ^3+0.5へ移行する場合の形態の変容を調べる。
複素関数:Z^s+0.5において、s=2→2.2→2.→2.6→2.8→3 としている。

以下の画像から分かるように、Z^s+0.5のsが大きくなるに従い、変化が目立つのは
「放散虫」の「内臓」部分の左端の部分が「成長」していくことである。
また画像の上下の部分も分裂していくことが分かる。

最終的には、二つの自己相似部分が三つの自己相似部分に分裂している。
また其れらの分裂部分自体も、それぞれ相似な部分からなるフラクタル構造となっている。


この画像の作成条件は以下のとおり。
1.複素関数:Z^s+0.5,s=2, 2.2, 2.4, 2.6, 2.8, 3
2.N-loop脱出条件:X^2+Y^2>100 ならば脱出する。Nmax=50
3.N-loop脱出後のpset条件:(|X|<10 or |Y|<10) ならばpsetする。
N-loop脱出ときのN値をNoとすると、psetの色:CはC=No mod 16 とする。
但し、C=7ならばC=8とする。
4.N-loop貫通時は、C=15とする。

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またZ^2+0.5→Z^3+0.5の変容画像をアニメ化した→ Z^2+0.5→Z^3+0.5

488 放散虫:Z^s+0.5 画像 (生成と胎動)

2014-08-19 07:37:08 | ジュリィア集合の変形:Z^s+C
最も単純な複素関数:Z^s+0.5 (sは実数) において、s=1→1.2→1.4→1.6→1.8→2と変化させたら、どのような画像になっていくだろうか?

この図は Z^s+0.5 という名の「放散虫」の画像であるが、下図から順に此の「放散虫」を拡大している。

特に興味深いのは一番下の「放散虫」の「内臓部」の画像の変化である。

1という数字は(0を除いて考えると)自然数の最初の値であり、その意味で『ものの始まり』に対応している。自然数のその次の数は 2 であるが、1 から 2 へと変化するとき、画像の変化から分かるように、「内臓部」が二つに「分裂」していく。

この様子は例えれば、此の画像は、1 という何もない原始の混沌の世界から何ものかへと形が形成していく様子の数学的表現と言える。即ち、例えば母親の胎内で胎児が形成されていく様子を連想させる。

この画像は此の世の『ものの始まり』とか『ものがたりの始まり』とかの数学的表現と言える。

***

音楽で云えば『ラインの黄金』の第一場の前奏曲や、モーリス・ラベルのバレエ音楽『ダフニスとクロエ』の第三部の『夜明け』から受ける印象の数学的表現である。また映画で云えば、ビム・ベンダースの『ベルリン・天使の詩』のラストシーンの『物語の始まり』というナレーションが意味することの数学的表現とも言える。

***
この画像の作成条件は以下のとおり。

1.複素関数:Z^s+0.5,s=1, 1.2, 1.4, 1.6, 1.8, 2
2.N-loop脱出条件:X^2+Y^2>100 ならば脱出する。Nmax=50
3.N-loop脱出後のpset条件:(|X|<10 or |Y|<10) ならばpsetする。
N-loop脱出ときのN値をNoとすると、psetの色:CはC=No mod 16 とする。







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また、Z^1+0.5→Z^2+0.5 への画像の変容をアニメ化したZ^1+0.5→Z^2+0.5

『ものがりの始まり』という『細胞分裂』を連想させる。

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参考に此のBASIC/98の画像作成プログラムを書いておく。

10 REM Z^S+0.5:6種類表示
40 CHAIN MERGE "C:\BASIC\PRO\SUBR\ARCTAN3.BAS",50,ALL
90 CONSOLE ,,0,1
100 COLOR 0,7,,,2
110 CLS 3
140 FOR RR=0 TO 5
150 R1=INT(RR/3)
160 R2=RR-3*R1
170 D1=215*R2
180 D2=242*R1
190 ON RR+1 GOSUB 510,520,530,540,550,560
210 XS=-20 :XE=20 :YS=XS*(238/210)
220 D=(XE-XS)/210
240 FOR J=0 TO 238
250 LOCATE 0,0:PRINT J
260 FOR K=0 TO 210
270 X=XS+D*K
280 Y=YS+D*J
290 FOR N=0 TO 50
300 R=SQR(X^2+Y^2)
310 GOSUB 5000
330 X=(R^S)*COS(S*TH)+0.5
340 Y=(R^S)*SIN(S*TH)
350 Q=X^2+Y^2
360 IF Q>100 THEN 400
370 NEXT N
380 C=15
390 GOTO 430
400 IF ABS(X)<10 OR ABS(Y)<10 THEN 410 ELSE 460
410 C=N MOD 16
420 IF C=7 THEN C=8
430 REM
440 PSET(K+D1,J+D2),C
460 NEXT K
470 NEXT J
480 NEXT RR
490 CLOSE
500 END
510 S=1 :RETURN
520 S=1.2:RETURN
530 S=1.4:RETURN
540 S=1.6 :RETURN
550 S=1.8:RETURN
560 S=2:RETURN


123 Z^5 +0.53616:Q=1(log|X|log|Y|) の拡大図

2014-07-07 10:18:35 | ジュリィア集合の変形:Z^s+C
今回の画像は前の記事(122)での画像:Z^5+0.53616 の中の 4 箇所の部分を拡大して見る。
下図は前の記事(122)での画像:Z^5+0.53616 である。



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上図(A,B,C)の中央あたりに在る円状の黒い部分は、N-loopを貫通してしまうような座標 (Xi,Yi)点の集合である。ここで、Nmax=500→1000 に変えた場合の A 画像が下図である。



上図から分かるように「中央あたりに在る円状の黒い部分」は小さくなっている。即ち、Nmaxを増加したためN-loopを貫通せず脱出するような座標 (Xi,Yi)点が増加していることを意味している。換言すれば、N-loopを貫通するような座標 (Xi,Yi)点が減少していることを意味している。

当然、Nmax を更に増加すれば「中央あたりに在る円状の黒い部分」は更に小さくなっていくだろう。

おそらく、Nmax→無限大にすると「中央あたりに在る円状の黒い部分」は或る1点に収束していくと思われる。そういう意味での特異点が「中央あたりに在る円状の黒い部分」に存在すると思われる。そういう特異点は、画像:Z^5+0.53616 には何個存在するのか? これも興味ある問題である。