สารบัญ:

Mandelbrot และ Julia ตั้งค่าบน ESP32: 4 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)
Mandelbrot และ Julia ตั้งค่าบน ESP32: 4 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)
Anonim
Image
Image
Mandelbrot และ Julia ตั้งค่าบน ESP32
Mandelbrot และ Julia ตั้งค่าบน ESP32
Mandelbrot และ Julia ตั้งค่าบน ESP32
Mandelbrot และ Julia ตั้งค่าบน ESP32

คุณรู้จักแฟร็กทัลอย่างแน่นอน ซึ่งมีชื่อเสียงมากที่สุดคือเซตแมนเดลบรอต

นี่คือโปรแกรมที่จะเล่นกับ ESP32 ฉันเลือก ESP32 เพราะฉันคิดว่ามันจะทำการคำนวณได้เร็วกว่า Arduino มาตรฐาน (ความถี่สัญญาณนาฬิกาที่สูงกว่า: 240 MHz): ประมาณหนึ่งวินาทีถึงหนึ่งวินาทีครึ่งสำหรับการคำนวณและแสดงผล

รหัสแสดงบนหน้าจอสัมผัส 480 x 320 TFT โดยจะคำนวณชุด Mandelbrot และ Julia สำหรับค่าพารามิเตอร์หลายค่า และช่วยให้คุณสามารถขยายพื้นที่ที่สนใจเพื่อดูลักษณะเศษส่วนได้ (เช่น การมีอยู่ของโครงสร้างเดียวกันในแต่ละมาตราส่วนการเปลี่ยนแปลง) ระดับการซูมถูกจำกัดเนื่องจากความแม่นยำในการคำนวณที่จำกัด แต่สามารถซูมได้ครึ่งโหลก่อนที่ภาพจะลดขนาดลง

เตรียมพร้อมที่จะสำรวจโลกมหัศจรรย์ของเศษส่วน…

ขั้นตอนที่ 1: ชุด Mandelbrot และ Julia คืออะไร

ชุด Mandelbrot และ Julia คืออะไร?
ชุด Mandelbrot และ Julia คืออะไร?
ชุด Mandelbrot และ Julia คืออะไร?
ชุด Mandelbrot และ Julia คืออะไร?
ชุด Mandelbrot และ Julia คืออะไร?
ชุด Mandelbrot และ Julia คืออะไร?

ชุด Mandelbrot ได้รับการตั้งชื่อตาม Benoit Mandelbrot (1924-2010) นักคณิตศาสตร์ชาวฝรั่งเศสและชาวอเมริกันที่ทำงานบุกเบิกในเรขาคณิตเศษส่วนซึ่งเริ่มต้นเมื่อปลายศตวรรษที่ 19 โดย Peano, Sierpinski และ Julia

วัตถุเศษส่วนคืออะไร?

ความผิดปกติของธรรมชาติซึ่งอาจดูวุ่นวาย เช่น แนวชายฝั่งทะเล รูปร่างของเมฆ ต้นไม้ อันที่จริงแล้วเป็นการแสดงออกของเรขาคณิตที่ซับซ้อนมากในระดับการเปลี่ยนแปลง ในบริบทนี้ แนวคิดเรื่องมิติเศษส่วนมาแทนที่มิติปกติของยุคลิด (ซึ่งจะเป็นจำนวนเต็มเสมอ)!

วัตถุเศษส่วนมีลักษณะที่ส่วนใดส่วนหนึ่งของมันเหมือนกับทั้งหมด (นี้เรียกว่าความคล้ายคลึงในตัวเอง): โครงสร้างของมันไม่แปรผันตามการเปลี่ยนแปลงของสเกล

คำว่า "เศษส่วน" เป็นแนวคิดใหม่ที่สร้างขึ้นโดย Benoît Mandelbrot ในปี 1974 จากรากศัพท์ภาษาละติน fractus ซึ่งหมายความว่า "หัก", "ไม่ปกติ" เป็นทั้งคำนามและคำคุณศัพท์ ปรากฏการณ์ทางธรรมชาติหลายอย่าง เช่น โครงร่างของแนวชายฝั่งหรือลักษณะของกะหล่ำปลีโรมาเนสโก (ดูรูป) มีรูปร่างเป็นเศษส่วนโดยประมาณ

Benoît Mandelbrot มีอาชีพที่ค่อนข้างผิดปรกติ: หลังจากสอนที่มหาวิทยาลัย Lille (ฝรั่งเศส) เขาเข้ารับตำแหน่งที่ IBM ซึ่งเขาได้กลายเป็น IBM Fellow อย่างรวดเร็ว ซึ่งทำให้เขามีอิสระอย่างมากในการศึกษาทางวิทยาศาสตร์ของเขา ในช่วงต้นทศวรรษ 1980 หลังจากที่เขาออกจาก IBM เขาก็กลายเป็นศาสตราจารย์ที่ฮาร์วาร์ด แต่มาตั้งรกรากที่มหาวิทยาลัยเยลอย่างถาวร

งานของเขาในทศวรรษที่ 1960 และต้นทศวรรษ 1970 ทำให้เขาตีพิมพ์บทความที่มีชื่อเสียงเรื่อง " Fractal Objects " ซึ่งเขาแสดงให้เห็นว่าวัตถุเหล่านี้ ซึ่งถือว่าส่วนใหญ่ของชุมชนคณิตศาสตร์เป็นเพียงความอยากรู้อยากเห็น ถูกพบทุกที่ในธรรมชาติ เขาได้ยกตัวอย่างมากมายในหลากหลายสาขา เช่น ฟิสิกส์ อุทกวิทยา การเงิน อุตุนิยมวิทยา ภูมิศาสตร์ ธรณีวิทยา โลหะวิทยา….

ชุด Mandelbrot คืออะไร?

ในการเริ่มต้น สมมติว่าเป็นภาพวาดที่ดีที่สร้างโดยโปรแกรม และโปรแกรมนี้ค่อนข้างง่าย มีภาพวาดที่สร้างด้วยคอมพิวเตอร์จำนวนมากและซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์จำนวนมากเพื่อสร้างมันขึ้นมา แล้วมันพิเศษยังไงล่ะทีนี้? อย่างแรก ชุด Mandelbrot เป็นชุดย่อยของแผน ซึ่งเป็นชุดของคะแนน ประกอบด้วยพื้นที่แต่ยังมีส่วนโค้งเรียบ เส้นใย จุดที่กิ่งก้านหลายกิ่งเล็ดลอดออกมา และสิ่งอื่น ๆ ประการที่สอง: มันน่าทึ่งมากและมีประวัติที่น่าสนใจมาก

ในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 นักคณิตศาสตร์ชาวฝรั่งเศส Pierre Fatou และ Gaston Julia ได้พัฒนาโดเมนย่อยของคณิตศาสตร์ที่เรียกว่า holomorphic dynamics พวกเขาสนใจในฟังก์ชันเฉพาะ ดำเนินการกับตัวเลข โดยใช้สูตรที่ง่ายที่สุดบางสูตรที่มี ตัวเลขที่เป็นปัญหาคือจำนวนเชิงซ้อน ปริมาณที่แสดงด้วยพิกัดสองพิกัด (เหมือนกับจุดบนระนาบ) ที่เรียกว่าส่วนจริงและส่วนจินตภาพ พวกเขาถูกคิดค้นขึ้นในศตวรรษที่ 16 โดยนักคณิตศาสตร์เพื่อช่วยค้นหารากของพหุนามและการแก้สมการ แต่พบว่ามีการนำไปใช้อย่างกว้างขวางและลึกซึ้งในวิชาคณิตศาสตร์และวิทยาศาสตร์กายภาพ เราบวกจำนวนเชิงซ้อนได้ 2 จำนวน คูณหรือหารพวกมัน และทำสิ่งอื่นๆ ได้มากมาย Fatou และ Julia ศึกษาคุณสมบัติของระบบไดนามิกบางระบบ โดยที่จำนวนเชิงซ้อนจะแปรผันตามกฎง่ายๆ ที่ทำซ้ำแล้วซ้ำเล่า: ไม่จำเป็นต้องใช้คณิตศาสตร์ที่ซับซ้อนในที่นี้ (จนลืมรูปแรกไปเลย…) พวกเขาเปิดเผยความสมบูรณ์ของระบบเหล่านี้ กำหนดชุดที่ตอนนี้เรียกว่าชุดของจูเลีย และศึกษาความคล้ายคลึงในตนเอง ดังนั้นจึงเป็นแง่มุมที่เป็นเศษส่วน… แต่คำนั้นไม่มีอยู่ในขณะนั้นเพราะถูกประดิษฐ์ขึ้นในภายหลังโดย… เบนัวต์ มานเดลบรอต!

หลังจากงานของผู้ก่อตั้ง โดเมนนี้ถูกลืมเลือนไป เมื่อคอมพิวเตอร์มาถึง พวกเขาช่วยสำรวจปรากฏการณ์ทางคณิตศาสตร์จำนวนมากที่ต้องใช้การคำนวณอย่างเข้มข้น รวมถึงโดเมนที่เปิดโดย Julia และ Fatou ดังนั้น เมื่อ Benoît Mandelbrot ตัดสินใจใช้คอมพิวเตอร์ IBM ในช่วงปี 1980 เพื่อแสดงชุดทางคณิตศาสตร์บางอย่างที่เกี่ยวข้องกับไดนามิกของโฮโลมอร์ฟิค เขาได้ภาพวาดที่น่าสนใจและน่าสนใจมาก (ภาพแรกของส่วนก่อนหน้า)

ชุด Mandelbrot แสดงถึงอะไร? โดยพื้นฐานแล้วจะมีระบบไดนามิกพื้นฐานที่เกี่ยวข้องกับแต่ละจุดของภาพ พิกัดของจุดทำหน้าที่เป็นพารามิเตอร์ที่ปรับได้ จุดต่างๆ สอดคล้องกับชุดของ Julia ที่แตกต่างกัน และขึ้นอยู่กับพฤติกรรมของพวกมัน เราสามารถตัดสินใจกำหนดสีให้กับจุดนั้นด้วยวิธีใดวิธีหนึ่ง ชุด Mandelbrot คือชุดของพารามิเตอร์ที่ระบบมีคุณสมบัติบางอย่าง

จะคำนวณชุด Mandelbrot และ Julia ได้อย่างไร

เราจำเป็นต้องลงรายละเอียดเพิ่มเติมเล็กน้อยเกี่ยวกับวิธีการคำนวณชุดเหล่านี้ ชุด Mandelbrot และ Julia คำนวณโดยการวนซ้ำของสูตรง่ายๆ ในกรณีของเรา z^n+c z คือจำนวนเชิงซ้อนที่แสดงพิกัดของจุดบนจอแสดงผล เป็นเลขชี้กำลังจำนวนเต็ม ดังนั้น z^n เท่ากับ z คูณด้วยตัวมันเอง n คูณ และ c เป็นค่าคงที่

สำหรับชุด Mandelbrot สำหรับทุกจุดในพื้นที่แสดงผล เราเริ่มต้น z ถึง 0 ค่าคงที่ c จะถูกนำมาเท่ากับค่าของพิกัดของจุดที่พิจารณา และมีการวนซ้ำสูตร

นี่คือกฎ: จุดเป็นส่วนหนึ่งของชุดหากการใช้สูตรนี้ซ้ำแล้วซ้ำอีกไม่แตกต่างกัน (กล่าวคือไม่นำไปสู่การคำนวณเป็นจำนวนมาก) สามารถแสดงทางคณิตศาสตร์ได้ว่าหากผลลัพธ์ของสูตรเกิน 2 (ในโมดูลัสเนื่องจากเรากำลังพูดถึงจำนวนเชิงซ้อน) การวนซ้ำจะแตกต่างกัน ดังนั้นเพื่อให้ได้สีสันที่สวยงามอย่างรวดเร็ว เราจึงหยุดการทำซ้ำเมื่อโมดูลัสของผลลัพธ์เกิน 2 และสีจะสอดคล้องกับจำนวนการวนซ้ำนั้น หากจำนวนการวนซ้ำมากเกินไป (ดังนั้น หากจุดนั้นเป็นส่วนหนึ่งของชุด Mandelbrot) เราจะหยุดหลังจากผ่านเกณฑ์ที่กำหนดและเชื่อมโยงสีดำกับจุดนี้

ชุด Julia ถูกคำนวณในลักษณะเดียวกัน แต่การคำนวณไม่ได้เริ่มต้นที่ 0 แต่ที่ค่าของพิกัดของจุดที่พิจารณา และค่าคงที่ c ถูกเลือกโดยผู้ใช้ และยังคงเหมือนเดิมสำหรับทั้งภาพ

แค่นั้นแหละ ฉันหวังว่ามันจะชัดเจน… คำอธิบายเหล่านี้ช่วยให้เข้าใจคำแนะนำที่เหลือในการใช้งานได้ดีขึ้น

ขั้นตอนที่ 2: คุณต้องการอะไร

อะไรที่คุณต้องการ?
อะไรที่คุณต้องการ?
อะไรที่คุณต้องการ?
อะไรที่คุณต้องการ?
อะไรที่คุณต้องการ?
อะไรที่คุณต้องการ?
อะไรที่คุณต้องการ?
อะไรที่คุณต้องการ?

รายการวัสดุ:

  • 1 บอร์ด ESP32
  • 1 จอแสดงผล TFT พร้อมหน้าจอสัมผัสและสไตลัส
  • 1 เขียงหั่นขนมและสายไฟ

แค่นั้นแหละ. ค่าใช้จ่ายทั้งหมดต่ำกว่า 10 USD

ESP32 ของ Espressif เป็นไมโครคอนโทรลเลอร์แบบดูอัลคอร์ที่ทำงานที่ 240 MHz ซึ่งทำให้เป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับการคำนวณซ้ำที่รวดเร็วและซับซ้อน มีความจุ WiFi และ Bluetooth ที่ฉันไม่ได้ใช้ในโครงการนี้

ชุดคำสั่งมีขนาด 32 บิต การคำนวณด้วยตัวแปร 16 และ 32 บิตนั้นรวดเร็วมาก ซึ่งช่วยให้สามารถคำนวณได้อย่างแม่นยำ ซึ่งเป็นพื้นฐานสำคัญในการซูม ในแอปพลิเคชันนี้ สำหรับจอแสดงผลขนาด 320 x 240 รูปภาพจะมีขนาดประมาณ 75, 000 พิกเซล ซึ่งแต่ละภาพคำนวณโดยใช้กระบวนการวนซ้ำซึ่งอาจทำงานได้ถึง 100 ครั้ง ซึ่งอาจนำไปสู่การคำนวณรวมกันได้ 7, 500,000 รายการ ซึ่งแต่ละอันเป็นการยกกำลัง นั่นคือ การคูณหลาย…

ดังนั้นความเร็วในการคำนวณจึงเป็นสิ่งสำคัญ แต่ความแม่นยำเป็นพื้นฐาน ยิ่งคุณซูมมากเท่าใด ขนาดของส่วนของชุดที่จะแสดงก็จะเล็กลงเท่านั้น ซึ่งหมายความว่าแต่ละภาพขนาด 320 x 240 พิกเซลเป็นตัวเลขที่ใกล้เคียงที่สุดกับเพื่อนบ้าน เมื่อการซูมเพิ่มขึ้น ความใกล้ชิดนี้ก็จะเพิ่มขึ้น

แต่รูปภาพเศษส่วนมีคุณสมบัตินี้ซึ่งยังคงไม่เปลี่ยนแปลงโดยการปรับขนาด รายละเอียดเล็กๆ น้อยๆ จึงปรากฏขึ้นทุกที่และสำหรับปัจจัยการปรับขนาดใดๆ รูปร่างหลักของชุด Mandelbrot ดังที่แสดงในภาพด้านบน สามารถพบได้ที่อื่นในเวอร์ชันที่เล็กกว่ามากและจะปรากฏขึ้นหากคุณซูมเข้าไปใกล้พอ (ดูในวิดีโอ) แต่ถ้าความต่างของพิกัดระหว่างพิกเซลข้างเคียง 2 พิกเซลนั้นเล็กเกินไปที่จะทำให้ ESP32 สามารถตรวจจับความแตกต่างของพฤติกรรมได้ เนื่องจากขาดความแม่นยำ เอฟเฟกต์เศษส่วนก็ไม่สามารถแสดงผลได้…

เพื่อให้ได้ความแม่นยำที่ดี โค้ดนี้ใช้ floats ซึ่งถูกเข้ารหัสใน 32 บิตโดย ESP32 ซึ่งช่วยให้สามารถซูมได้ถึง 6 หรือ 7 ระดับ การใช้ความแม่นยำสองเท่า (64 บิต) จะเพิ่มความลึกของการซูมนี้ โดยต้องเสียค่าคำนวณที่ช้าลง ซึ่งจะใช้เวลาระหว่าง 2 ภาพนานขึ้น

หากต้องการเพิ่มความแม่นยำเป็นสองเท่า เพียงแค่เปลี่ยนการเกิดขึ้นทั้งหมดของ "float" เป็น "double" ในโค้ดและรันโค้ด ฉันเพิ่งสร้างเวอร์ชันสำหรับจอแสดงผลที่ใหญ่ขึ้น (HVGA 480 x 320 พิกเซล): 16 บิตแบบลอยใช้เวลา 3 วินาทีในการแสดงภาพ และแบบคู่จะใช้เวลาระหว่าง 10 ถึง 20 วินาที (นานกว่า 3 ถึง 6 เท่า) แต่รองรับการซูมมากกว่า 15 ระดับ. ภาพที่สามในบทนี้แสดงระดับการซูม 14 ในส่วนขวาสุดของชุด Mandelbrot

วิธีเชื่อมต่อจอแสดงผล:

ฉันใช้จอแสดงผล SPI และตั้งค่าพารามิเตอร์ในไฟล์ User_Setup.h (ในโฟลเดอร์ไลบรารี TFT_eSPI):

  • ไดรเวอร์: ยกเลิกหมายเหตุไดรเวอร์ที่ถูกต้องสำหรับจอแสดงผลของคุณ ของฉันคือ #define RPI_ILI9486_DRIVER
  • หมายเลขพิน: ไปที่ส่วน ESP32 ของไฟล์แล้วเลือก

    • #define TFT_MISO 19
    • #define TFT_MOSI 23
    • #define TFT_SCLK 18
    • #define TFT_CS 15 // พินควบคุมการเลือกชิป
    • #define TFT_DC 2 // พินควบคุมคำสั่งข้อมูล
    • #define TFT_RST 4 // รีเซ็ตพิน (สามารถเชื่อมต่อกับพิน RST ได้)
    • #define TOUCH_CS 22 // Chip select pin (T_CS) ของหน้าจอสัมผัส
  • แบบอักษร: ไม่ต้องเปลี่ยน
  • ตัวเลือกอื่นๆ: ฉันเลือกตัวเลือกต่อไปนี้

    • #define SPI_FREQUENCY 20000000
    • #define SPI_READ_FREQUENCY 20000000
    • #define SPI_TOUCH_FREQUENCY 2500000

บรรทัดอื่น ๆ ของไฟล์ทั้งหมดจะถูกใส่ความคิดเห็น

ปรับเทียบความสามารถในการสัมผัสของจอแสดงผล

หากการเลือกส่วนของหน้าจอหรือปุ่มไม่ถูกต้อง หรือแม้กระทั่งผิดพลาดโดยสิ้นเชิง ให้เรียกใช้ภาพร่างการปรับเทียบการสัมผัสจากไลบรารี TFT_eSPI แล้วคัดลอก / วางลงในโค้ดของอาร์เรย์ที่มีให้ (ต้องแน่ใจว่าใช้ค่าที่ถูกต้องสำหรับการวางแนวการแสดงผล, 1 หรือ 3 สำหรับแนวนอน)

ขั้นตอนที่ 3: โปรแกรม ESP32

โปรแกรม ESP32
โปรแกรม ESP32
โปรแกรม ESP32
โปรแกรม ESP32
โปรแกรม ESP32
โปรแกรม ESP32

รหัสจะแสดงบนหน้าจอสัมผัส 320 x 240 TFT และใช้ไลบรารี TFT_eSPI โดยจะคำนวณชุด Mandelbrot และ Julia สำหรับค่าเลขชี้กำลังหลายค่า และช่วยให้คุณสามารถขยายพื้นที่ที่สนใจเพื่อดูลักษณะเศษส่วนได้ (เช่น การมีอยู่ของโครงสร้างเดียวกันในแต่ละมาตราส่วนการเปลี่ยนแปลง)

รหัสที่แนบมาเป็นเวอร์ชันสำหรับจอแสดงผล 480 x 320 ในเวอร์ชันนี้ คุณสามารถเปลี่ยนขนาด (ความกว้างและความสูงเป็นพิกเซล) ของจอแสดงผลได้ ไลบรารี TFT_eSPI กำหนดการเชื่อมต่อในไฟล์ติดตั้ง (แนบมาด้วย) ซึ่งจะต้องใส่ไว้ในไดเร็กทอรีของไลบรารี

รหัสเริ่มต้นด้วยการแสดงคู่มือการใช้งาน (ดูภาพและวิดีโอ)

หน้าจอส่วนใหญ่สงวนไว้สำหรับแสดงภาพ ปุ่มสัมผัสจะอยู่ทางด้านขวาของหน้าจอ:

  • R: ทำการ "รีเซ็ต", i. อี แสดงภาพตามขนาดสูงสุด
  • U: "เลิกทำ" ให้คุณย้อนกลับไปยังขั้นตอนก่อนหน้า (หากขอบเขตที่ซูมไม่น่าสนใจ คุณสามารถเลือกส่วนอื่นของภาพเพื่อซูมเข้าได้)
  • M หรือ J: ให้คุณเปลี่ยนจากชุดของ Mandelbrot เป็นชุดของ Julia และในทางกลับกัน

ป้ายกำกับของบางปุ่มจะเปลี่ยนไปตามบริบท: แสดงฟังก์ชันที่จะดำเนินการหากกด ดังนั้น หากคุณแสดงชุด Mandelbrot ในปัจจุบัน ปุ่ม M/J จะแสดง J เนื่องจากหากคุณกดมัน จะแสดงชุดของ Julia (และในทางกลับกัน)

เช่นเดียวกับการเลือกจานสี เราเริ่มต้นด้วยจานสีเขียว คีย์เสนอจานสีถัดไป (จานสีน้ำเงิน) จานสีคือ: แดง, เขียว, น้ำเงิน, เทา, จานสี 1, จานสี 2 และกลับเป็นสีแดง สองรายการสุดท้ายเป็นการทดสอบพาเลทหลากสีซึ่งให้คอนทราสต์ที่มากกว่า ทำให้มองเห็นรายละเอียดได้ดีขึ้น

คีย์ที่มีตัวเลขช่วยให้คุณเลือกเลขชี้กำลัง n ได้ตั้งแต่ 2 ถึง 7 (และย้อนกลับเป็น 2) ในจิตวิญญาณเดียวกันจะแสดง 3 หากคุณอยู่ที่ 2…

สุดท้ายเมื่อแสดงชุด Julia จำเป็นต้องเลือกค่าคงที่ c: ปุ่ม C ช่วยให้คุณทำได้โดยใช้ตัวเลือก (ดูภาพที่สอง) ค่าของค่าคงที่นี้จะแสดงพร้อมกับชุด

การคลิกที่ภาพจะซูมไปรอบๆ จุดที่เลือก วงกลมขนาดเล็กจะปรากฏขึ้นที่จุดที่สัมผัส และสี่เหลี่ยมผืนผ้าจะไฮไลต์โซนที่ซูมของชุด

ภาพที่ 3 แสดงว่าเวลาในการประมวลผลยังคงอยู่ระหว่าง 0.8 ถึง 1.2 วินาทีสำหรับ 320 x 240 พิกเซล ซึ่งทำให้สะดวกต่อการซูมและแสดงผล ถึง 3 วินาทีสำหรับ 480 x 320 พิกเซล แต่ให้รายละเอียดเพิ่มเติม

ขั้นตอนที่ 4: รูปภาพบางภาพอธิบาย…

รูปภาพบางส่วนอธิบาย …
รูปภาพบางส่วนอธิบาย …
รูปภาพบางส่วนอธิบาย …
รูปภาพบางส่วนอธิบาย …
รูปภาพบางส่วนอธิบาย …
รูปภาพบางส่วนอธิบาย …

ภาพที่ใหญ่ที่สุดคือฉาก Mandelbrot ที่รู้จักกันดี จำนวนเชิงซ้อนที่ใช้ในภาพนี้อยู่ในช่วงตั้งแต่ -2.1 ถึง +0.7 ใน abscissa และ -1.2 ถึง 1.2 ในลำดับ หากคุณซูมส่วนซ้ายสุดของภาพแรกนี้ โอกาสที่คุณจะได้ภาพที่สองในที่สุด ซึ่งจะแสดงชุดดั้งเดิมในเวอร์ชันที่เล็กกว่าที่พบในส่วนปลายซ้ายสุดของชุด สำหรับรูปภาพทั้งสองนี้ เลขชี้กำลัง ('n') เท่ากับ 2: นั่นคือค่าปกติที่ใช้เพื่อแสดงชุด Mandelbrot

หากคุณเปลี่ยนค่านี้เป็น 3 (เพียงคลิกที่ปุ่มว่า 3) คุณจะได้ภาพที่สาม ความแตกต่างที่เห็นได้ชัดอย่างหนึ่งคือปัจจัยสมมาตร: n=2 ให้สมมาตรตามแนวแกน (เช่น ชุดนั้นสมมาตรกับแกนนอนมัธยฐาน) แต่ด้วย n=3 ภาพจะกลายเป็นค่าคงที่โดยการหมุน 120° (หนึ่งในสามของ 360° การหมุน ปัจจัยสมมาตรของ 3) และยังคงคุณสมบัติเศษส่วนไว้ ซึ่งคุณสามารถตรวจสอบได้ด้วยการซูมที่ขอบของรูปทรงสีดำ

ภาพที่ 4 เป็นชุด Julia ที่ได้รับหลังจากเลือกค่าสัมประสิทธิ์เท่ากับ 0.414 ใน abscissa และ 0.09 ในพิกัด เลือกจานสีแดง ตามที่เห็นโดยปุ่มสีเขียวทางด้านขวา (สีเขียว เป็นสีถัดไปที่จะเลือก) ภาพที่ห้าแสดงชุด Julia ชนิดเดียวกัน ซึ่งเป็นส่วนจินตภาพที่สูงขึ้นของค่าคงที่ (0.358)

ฉันหวังว่าคุณจะสนุกกับการเล่นกับโปรแกรมนี้และคุณจะสามารถแสดงภาพเศษส่วนที่สวยงามได้ อย่าลังเลที่จะสำรวจชุด Mandelbrot และ Julia และเล่นกับจานสี: ช่วยระบุรายละเอียดบางอย่างที่อาจมองไม่เห็นด้วยชุดขาวดำธรรมดา คุณอาจค้นพบภูมิประเทศที่เป็นเศษส่วนซึ่งไม่มีใครเคยเห็นมาก่อนคุณ…

_

ต้องการค้นหาภาพเศษส่วนเพิ่มเติมหรือไม่? เพียงคลิกที่นี่หรือสำรวจศิลปะเศษส่วน หรือแม้แต่เศษส่วน ascii บางทีคำแนะนำนี้อาจทำให้คุณต้องการสร้างภาพที่ยอดเยี่ยมเช่นนี้ …

ทำด้วยการแข่งขันคณิตศาสตร์
ทำด้วยการแข่งขันคณิตศาสตร์
ทำด้วยการแข่งขันคณิตศาสตร์
ทำด้วยการแข่งขันคณิตศาสตร์

รางวัลรองชนะเลิศการแข่งขัน Made with Math

แนะนำ: