IFS 迭代函数系统

探索自相似分形的生成艺术 - 使用随机迭代和确定性迭代方法生成经典分形

已绘制点数: 0 当前变换: - 帧率: 0 分形维数: -

教育内容

随机迭代 (Chaos Game)

从任意点开始,每次随机选择一个变换规则并应用。重复数千次后,点云逐渐形成分形的吸引子。这种方法展示了随机性如何产生确定性的图案。

确定性迭代

从初始几何形状开始,对所有点同时应用所有变换规则。每次迭代生成新的点集,展示分形的层次构造过程和自相似性。

压缩映射原理

每个变换都是距离的收缩(contraction),即 d(T(x), T(y)) ≤ r·d(x, y),其中 r < 1。根据拼图定理,唯一的吸引子满足自相似性。

分形维数

对于自相似分形:D = log(N) / log(1/r),其中 N 是相似副本数,r 是缩放因子。例如谢尔宾斯基三角形的维数约为 1.585。

经典分形示例

  • 谢尔宾斯基三角形: 3个变换,每个缩放1/2,维数 ≈ 1.585
  • 科赫曲线: 4个变换,每个缩放1/3,维数 ≈ 1.262
  • 龙形曲线: 2个变换,缩放1/√2,维数 = 2
  • 巴斯利蕨: 4个变换,不同概率和缩放,维数 ≈ 1.88