¿Cuáles son los mejores fractales?

Uno de mis fractales favoritos es el conjunto que obtienes cuando trazas todas las raíces de todos los polinomios cuyos coeficientes son todos +1 o -1:

Esto fue dibujado por Sam Derbyshire. Como puedes ver, este conjunto contiene muchos conjuntos de dragones cerca de sus bordes. Si acercas el zoom, es más claro:


Puedes ver más aquí y aprender por qué aparecen los conjuntos de dragones:

  • John Baez, La belleza de las raíces.

Además, aquí hay diapositivas para una charla con muchas imágenes bonitas y teoremas que no están en la página anterior:

  • John Baez, Dan Christensen y Sam Derbyshire, La belleza de las raíces.

Los Fractales de plasma, también conocidos como fractal de nube, algoritmo de cuadrante de diamante, o fractal de desplazamiento de punto medio aleatorio, estarían allí.

Al igual que con todos los demás fractales, son extremadamente simples de mapear y los resultados pueden ser increíblemente naturales.

Los fractales de plasma se utilizan para crear nubes, terrenos naturales y paisajes de apariencia realista en gráficos de computadora. Aquí está el concepto:

  1. Escoja aleatoriamente valores para las esquinas del rectángulo.
  2. Calcule el valor para el centro del rectángulo tomando el promedio de las esquinas y agregando un número aleatorio multiplicado por un parámetro de rugosidad preestablecido
  3. Calcule los puntos medios de los lados de los rectángulos tomando promedios de las dos esquinas más cercanas y agregando un número aleatorio multiplicado por el parámetro de rugosidad.
  4. Ahora tienes cuatro rectángulos más pequeños. Realice los pasos 2 a 4 para cada uno de ellos. Después de calcular los valores, puede dibujar la imagen coloreando los puntos según su valor.


Ref: Tipos de fractales – Fractales de plasma

Aquí hay algunos otros ejemplos en 3D (con factor de altura incluido)

  1. Asignar un valor de altura a cada esquina del rectángulo
  2. Divida el rectángulo en 4 sub-rectángulos, y deje que sus valores de altura sean los valores medios de las esquinas del rectángulo principal.
  3. Iterar y subdividir cada rectángulo en otros más pequeños y representar el píxel con la media de los valores de altura.

2D

3D

Ref: Daniel Beard’s Programming Blog

Este es mi favorito, Dragon Curve. Me gustan los dragones. Son grandes y si alguien intenta meterse con ellos, los queman. Pero aquí:

Toma una tira de papel, ¡UNA tira de papel MUY LARGA! (Aunque no es práctico, solo piensas que obtuviste uno)

Doblarlo una vez (de extremo a extremo) y luego desplegarlo, ver cómo se alinea, el vértice es un pliegue: (aquí está la vista lateral)
Hagamos lo mismo una vez más:
una vez mas
y otra vez:
una vez más:
tomar un descanso. Esto se está poniendo difícil. Vamos a hacerlo una vez más:
¡Cortejar! 6 pliegues, es decir, [math] 2 ^ 6 [/ math] capas de papel. Creo que podemos hacer una más:
Ahora, imagina (no podemos hacer más pliegues, oh espera, esto no se puede imaginar, esto es lo que hace la computadora):
después de un pliegue más:

¿Empezando a parecerse a un dragón? Bastante mucho otro:
Ooh, tomando una forma. Vamos a hacer 1 pliegue más:
Ahoy 1 más:
Otro capitán `Aye Aye !:
Sigue adelante:
Yo dije, sigue andando:

Wooh Así se verá después de infinitos pliegues:
¡Como un dragón!

Hay más matemáticas para esta curva.
[math] l = sqrt {2} * d [/ math] y así sucesivamente para otros segmentos similares para la curva.

EDITAR: Un hecho divertido. si [math] a [/ math] era la longitud original del papel, entonces el área de la curva sería [math] {a ^ 2} / {2} [/ math] después de un número infinito de pliegues. Las matemáticas detrás de eso son hermosas. Soy demasiado perezoso para escribir eso. 😛

En esta respuesta deseo transmitir no solo cuáles son los mejores fractales, sino también explicar cómo se generan. Si tiene conocimientos básicos de programación, espero que, al final de esta respuesta, tenga ganas de comenzar a codificar.

Soy tradicional, me encanta el buen conjunto de Mandelbrot, que lleva el nombre del matemático Benoit Mandelbrot. Existe en el plano complejo. Aquí lo tenéis trazado. Es el conjunto de todos los puntos (x + iy) que tienen una propiedad particular (se explica más adelante).

[¡Sáltate esta parte de matemáticas torpe para ver más fractales!]

Para saber si un número complejo dado C está en el Conjunto de Mandelbrot, debe aplicar la función recursiva

nuevoZ = Z ^ 2 + C

La primera vez que lo calcules , Z = 0 . Para todas las demás interacciones, digamos Z = (X + iY) y C = (Xzero + i.Yzero) .

Cada nueva Z será (Xnew + i.Ynew) , donde, aplicando las reglas para la multiplicación de números complejos,

Xnew = (X ^ 2 – Y ^ 2) + Xzero

Ynew = 2.XY + Yzero

Esa es toda la matemática. No es tan complejo, y lo siento, soy demasiado analfabeto para usar LaTex …

Los números C = (Xzero + i.Yzero) que son lo suficientemente grandes se dispararán al infinito después de algunas interacciones. La mayoría de los números pequeños generarán siempre una pequeña Z , sin importar cuántas interacciones. Sabemos a ciencia cierta que, una vez | Z | > 2 , es inútil. Irá al infinito.

Ahora, MANDELBROT SET es el conjunto de números que, independientemente de las interacciones que realices, siempre se mantienen dentro del límite | Z | <2, y nunca ir al infinito , es decir, cuando estás programando,

X ^ 2 + Y ^ 2 <4

Ahora, lo divertido es establecer un límite computacional, por ejemplo, 1024 interacciones. Después de eso, renuncia y declara que el número original C pertenece al conjunto de Mandelbrot. Pero lleva un registro de cuántas interacciones tomó para que cada número se derramara sobre la barrera 2. Y pintarlos en consecuencia. Es entonces cuando algunos de los grafis más maravillosos cobran vida.

Aquí está el mismo conjunto, con los números pintados de oscuro a claro, de acuerdo con su “terquedad” en mantener por debajo de 2.

Entonces, tienes el set, tienes los colores. ¡Vamos a explorar! Los gráficos anteriores están en la región de X1 = -2, X2 = 1, Y1 = -1.2, Y2 = 1.2 .

Veamos qué sucede cuando magnificamos la región al norte de las “bolas” superiores.

Eh Magnificar un poco más …

Voilà! El conjunto de Mandelbrot se repite ! Conectado al original por pequeños archivos, el nuevo mandelbrot completo configura las formas que cobran vida en todas partes.

No solo se repite la forma original del conjunto. ¡Un hilo torcido girado está hecho de otros hilos torcidos como el primero! ¡Mira esta joya!

Me siento como un turista vagando por un lugar de belleza infinita. Cada región puede ser mejorada a su gusto. ¿Quieres más colores? ¡Aqui estas!

¡Vamos a jugar! ¡Mira, esto es parte del Mandelbrot Set Ablaze original!

Espero haber compartido con ustedes no solo la alegría de ver estas formas fractales, sino también de encontrarlas.

Durante el día, trabajo como empleado no adscrito en una rama de la Justicia Federal de Brasil, poniendo en evidencia los procesos judiciales. Pero por la noche, cuando nadie mira, me pongo una máscara y, armado con mi conocimiento secreto de programación, recorro el plano digital en busca de ecuaciones de mal comportamiento, aquellas que no obedecen las leyes de la previsibilidad.

Después de encontrar una expresión matemática sospechosa, ella es arrestada, estudiada e interrogada, hasta que confiesa su belleza en la pantalla de la computadora.

Ahora estoy disfrutando del conjunto de Mandelbrot, pero hay muchos otros. Los Fractales de Henon (después del matemático Michel Henon) también pueden producir muchas respuestas interesantes cuando los aprietas lo suficiente. Pero eso es para otro momento …

Todas las imágenes fueron generadas por mí, con un programa también codificado por mí, así que no tengo derechos de autor, si te gustan, siéntete libre de compartirlas.

Gracias por leer, fue divertido escribir. Gente con más de mi conocimiento amateur, siéntase libre de corregir cualquier error de hecho o de agregar más información interesante.

Mi favorito es Tricorn (Mandelbar Set).

En matemáticas, el tricornio , a veces llamado el conjunto de Mandelbar , es un fractal definido de manera similar al conjunto de Mandelbrot, pero utilizando el mapeo
en lugar de
utilizado para el conjunto de Mandelbrot.
El “tricornio” se genera al multiplicar el componente de número imaginario de la “z” en la fórmula de Mandelbrot por menos uno. Esta compleja conjugación está representada por la línea horizontal sobre la z en la fórmula anterior, que se conoce como “barra”, de ahí el nombre “Mandelbar”.
La forma característica de tres esquinas creada por este fractal se repite con variaciones en diferentes escalas, mostrando el mismo tipo de auto-similitud que el conjunto de Mandelbrot. Además de tricornios más pequeños, las versiones más pequeñas del conjunto de Mandelbrot también están contenidas dentro del fractal tricornio.

fuente: wikipedia

Rindí la siguiente imagen usando Python y Pygame.

Soy un conocedor de estas cosas desde la década de 1980, cuando todo comenzó, al menos entre los no matemáticos, por lo que soy bastante familiar con la literatura y me he acostumbrado a ver los mismos fractales enumerados una y otra vez. Estoy seguro de que hay muchas personas en el mismo barco que yo.

Con este fin, responderé una pregunta ligeramente diferente a la que se le preguntó: ¿Cuál es el mejor fractal que usted, el lector informado de las preguntas sobre los fractales en Quora, puede que no haya visto antes?

Yo diría que el “mandelbulb” es un análogo tridimensional del conjunto de Mandelbrot. Es un “análogo” en un sentido vago que se buscó específicamente para ser tan interesante como el conjunto de Mandelbrot pero para ser tridimensional. Estrictamente hablando, no hay un verdadero conjunto de Mandelbrot 3D porque no hay un análogo 3D de números complejos. Hay un conjunto 4D de Mandelbrot que puede construirse con cuaterniones, pero algunos segmentos resultan ser poco interesantes.

De todos modos abajo hay una zambullida en el mandlebulb. Consulte el artículo de wikipedia para su definición:

Mi favorito es el copo de nieve de Koch

Es muy simple de hacer. Comience con un triángulo equilátero. Para cada línea en ella, expanda y dibuje un triángulo equilátero en el tercio medio de la línea (y elimine el tercio medio).

Una de las cosas interesantes sobre el copo de nieve de Koch es que, después de infinitas iteraciones, el perímetro del copo de nieve de Koch es infinito, sin embargo, el área del copo de nieve de Koch es finita.

Uno de mis favoritos es el Triángulo de Sierpinski. Lo que lo hace especial es su conexión con el Triángulo de Pascal.

Así es como se ve el triángulo de Pascal.

Cuando todos los números impares (números no divisibles por 2) en el Triángulo de Pascal se rellenan (negro) y el resto (los eventos) se dejan en blanco (blanco), se revela el fractal del triángulo de Sierpinski recursivo.

Ahora se ve así.

Así es como se ve el Triángulo de Sierpinski. (Sin relacionarlo con el Triángulo de Pascal.)

Me gusta el Buddhabrot:


No hay otra razón que se vea bien 🙂

El diagrama de bifurcación en mapas logísticos de la teoría del caos. Me atrevo a decir que es un fractal debido a su naturaleza similar.