メイプル・リーフ(Maple Leaf)

メイプル・リーフの完成図(カオスゲーム法で描画)

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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。

メイプル・リーフの Step 0
Step 0(1 個)
メイプル・リーフの Step 1
Step 1(4 個)
メイプル・リーフの Step 2
Step 2(16 個)
メイプル・リーフの Step 3
Step 3(64 個)
メイプル・リーフの Step 4
Step 4(256 個)
メイプル・リーフの Step 5
Step 5(1,024 個)

概要

カエデ(メイプル)の葉をイメージして作られた、4 つの写像による図形です。丸みを帯びた輪郭の内側に、左右へ巻き込むような細かい構造が何段階にも現れます。

4 つの写像はどれも縦と横の縮み方が違う(相似変換でない)ため、相似次元は計算できません。コピーどうしが大きく重なり、面を広く埋める形になるため、ボックスカウント法による推定値は約 1.85 と、このサイトの植物系の図形の中では大きな値です。

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
f10.140.0100.51-0.08-0.010.1アフィン
f20.430.52-0.450.50.490.090.35アフィン
f30.45-0.490.470.47-0.490.090.35アフィン
f40.49000.5100.40.2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)1.867(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 18 456789 1 辺 16 分割: 箱 129 個 1 辺 32 分割: 箱 461 個 1 辺 64 分割: 箱 1,647 個 1 辺 128 分割: 箱 6,071 個 1 辺 256 分割: 箱 22,456 個 1 辺 512 分割: 箱 82,781 個 log₂(1辺の分割数) log₂(箱の数) 傾き ≈ 1.867
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
16129
32461
641,647
1286,071
25622,456
51282,781

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

・ は面積をそれぞれ約 0.45 倍にする大きな写像なので、カオスゲームの確率も 35% ずつと大きくしています。

関連する図形

出典・参考文献