カルチタ・シダ(Culcita Fern)

カルチタ・シダの完成図(カオスゲーム法で描画)

▶ この図形で動かす ステップの変化を見る

ステップ 0〜5 の変化

完成図をちょうど囲む長方形(Step 0)に、4 個の写像をまとめて当てはめる操作(ハッチソン作用素 )を繰り返した図です。色は最初に当てはめた写像を表します。

カルチタ・シダの Step 0
Step 0(1 個)
カルチタ・シダの Step 1
Step 1(4 個)
カルチタ・シダの Step 2
Step 2(16 個)
カルチタ・シダの Step 3
Step 3(64 個)
カルチタ・シダの Step 4
Step 4(256 個)
カルチタ・シダの Step 5
Step 5(1,024 個)

概要

バーンズリーのシダと同じ「茎・上の部分・左右の小葉」の 4 写像で作る、シダの変種です。係数を少しずつ変えることで、小葉の出る角度や葉の密度が変わり、バーンズリーのシダとは違う印象の葉になります。

4 つの写像はどれも縦と横で縮み方が少し違う(相似変換でない)ため、相似次元は計算できません。ボックスカウント法による推定値は約 1.66 で、バーンズリーのシダ(約 1.8)より小さくなります。

アフィン変換の係数

各写像は で、 はカオスゲームで選ぶ確率です。

写像abcdefp種類
f10000.250-0.40.02線につぶす
f20.850.02-0.020.83010.84アフィン
f30.09-0.280.30.1100.40.07アフィン
f4-0.090.280.3-0.1100.40.07アフィン

次元

理論値—(文献で確認できる値がないため記載していません)
相似次元—(相似変換でない写像を含むため算出対象外)
ボックスカウント次元(推定値)1.662(100万点・1 辺 16〜512 分割、決定係数 R² = 1.0000)

相似次元は、開集合条件を満たす場合にハウスドルフ次元と一致します。

6 8 10 12 14 16 456789 1 辺 16 分割: 箱 82 個 1 辺 32 分割: 箱 263 個 1 辺 64 分割: 箱 812 個 1 辺 128 分割: 箱 2,608 個 1 辺 256 分割: 箱 8,309 個 1 辺 512 分割: 箱 25,985 個 log₂(1辺の分割数) log₂(箱の数) 傾き ≈ 1.662
ボックスカウントの結果(両対数グラフの元データ)
1 辺の分割数点を含む箱の数
1682
32263
64812
1282,608
2568,309
51225,985

次元の求め方は「フラクタル次元の求め方」で解説しています。

作り方

バーンズリーのシダと係数を見比べると、どの数字が葉のどの特徴を決めているかがわかります。

関連する図形

出典・参考文献