返回列表 回复 发帖
B---新的问题
那么我们增加圆半径,黑色部分是增加还是减少呢?
为此,我们增加一个参数t,并修改距离函数为esc=t*sqrt(x^2+y^2)(t≥0).
从形做上面的实验自然就有答案。
问题是我们不去做实验,可以分析出答案来吗?
当t=0.5时,esc∈v=[0,1],刚好v=D,此时应该得到一个完整的嵌入边长为4的正方形的黑色的圆。
当t=1.5是,esc的值域V=[0,1.5*2],这个集合比D大,超出的区间是[1,3]
这说明,esc的值从0增加到1时,颜色从黑渐变到白,esc的值从1增加到3时颜色是常色,白的。
这里起决定作用的区间是[0,1],常白区间是[1,3],这个常白区间比上楼的常白区间大了,所以黑色部分
应该减少,黑色的圆变小了。换一个角度看如果用[0,1]区间的长/v区间的长,显示这个比在t变大时
会变小,起决定作用的区间占总的值域v的比重小了,意味着黑色部分减少了。
实验结果和理论分析是吻合的。为了以后说起来方便,把V超出D的那部分区间叫常色区间。
而把颜色面板设置的区间D与值域V的交集叫主值区间。
这里的分析用到了函数的单调性。



可以试试利用值域分析一下为甚么第3个图会成为一个正方形。
C--把距离函数改变为减函数会怎么样?~~“空洞的形成”
从上面的分析,可以看到当把距离函数改为减函数时,渐变将完成从白到黑的过度。
现在取距离函数esc=2-sqrt(x^2+y^2),记r=sqrt(x^2+y^2),从而esc=2-r(r∈[0,2],
esc∈v=[0,2]),esc关于r递减。
实验结果如下:

那么如果v的值域变大或变小,那个白色的圆是变大还是变小呢?
记esc=t*(2-sqrt(x^2+y^2)),esc的几何意义是点A到半径为2的圆的距离。如果把这半径为2的圆叫边界,这个距离可以叫边界距离。
这说明越接近圆心,esc的值越大,从而越白,离圆心越远,esc 的值越小从而越黑。
取几个特值看看:
t=0.3时,v=[0,2*0.3],此时值域v比区间D=[0,1]小,主值区间为v,r=0时,esc最大=0.6,此时带白色(1为纯白),r=2时,esc最小=0,此时是纯黑。此时常色区间为区间为[0.6,1],r=0的附近出白色。黑色的比重=0.6/1
t=0.5时,v=[0,1]=主值区间D,r=0,esc最大=2,显示白色,r=2,esc最小=0,显示黑色。常色区间是空集。刚好完成从黑道白的过度。色的比重是1
t=1.5是,v=[0,3]比主值区间D=[0,1]大,常色区间为[1,3],常数区间显然是白色区间。出现空洞。
黑色的比重=1/3
实验结果是不是这样呢?






所以分析彩色的过度要分3类:
1.v在D中,区间外的值不起作用。此时主值区间是v,v越大圆越大。
2.v=D,区间外的值不起作用。此时的圆可以算是一个设置下的标准,其他的圆可以和它比较大小。
3,D在v中。此时超出的区间为常色区间。这个区间上的值不会引起色彩的动态改变。色彩显示成固定色。空洞将会出现。
无论esc是增函数,还是减函数,只要v大于D,就会出现“空白”,这个空白在增函数时出现在圆外,减函数时出现在园内,这种装框本质一样,
都可以叫“空洞出现”
为了描述起来方便,说D∩v叫主值区间,D与v的这个差额区间叫常色区间。颜色面板上的设置叫色宽。而D∩V/D或V=色的比重,它刻画了黑色的多少,它是一个值在0~1间的数据,1代表全是黑的,没有空洞,就如上面的第3图那样。下一步就是要利用这个白色的空洞形成高光,最后完成球的扫描。
D---亮环宇空洞出现的大致参数




如果把白的当做无色,黑当有色看,那么主值区间长/D或V的长,就是色的比重,这个量刻画了黑色的比例。
图1色的比重,1/3.即1/3的是黑色。
图2色的比重=1/1.5=2/3
图3色的比重=1/2
图4色的比重=1/1,这时基本看不到空洞。
到此可以得到衡量色的几个计算量
D∩V=主值区间,色主要由着个区间决定V-D=常色区间(集合减法),V大于D的常色区间重要。V小于D时常色区间是空集合。
D是V的子集时,D∩V长/v长=色的比重。V是D的子集时,D∩V长/D长=色的比重.
D=颜色面板设置值
V=自定义函数值域。
这样我就创建了第二个刻画黑白成分的量色的比重。同时可以说色就是同类[同类区间]数据的表现。象上图那样用标准色带结合数轴标记分析色是比较方便的方法。

E---最后一步--成图


带白色的圆半径是1,我们需要挖掉外圆外的黑色部分,这只要象图中那样引入一因子就可以了。
那个因子使园外部分产生undefined类型的数,从而实现了消隐。然而此时你会发现,球的高光位置
不对?怎么办呢?

这时我们对高光加入平移(a,b)就可以实现高光的转移。到此一个有立体感的球就画完了。

最后,我们了解了距离函数的作用。当我们要强调点P(a,b)就可以计算动点A到P的距离。
距离与灰度结合,或用白色去强调点P或用黑色去强调点A.
由于距离的重要性再次给出距离的定义:
dist=sqrt((x-a)^2+(y-b)^2)叫点A到(a,b)的距离。
esc=r-dist叫边界距离(逃逸距离),它描述了点(x,y)到半径为r的圆周的距离。它关于dist递减。
此外undefined,∞(大于10^308的数,电脑就定义为∞,你可以用几何画板的计算器观察的到)是两类特别重要的数据类型。我在探讨中自己取了一些名词,主要是为了探讨方便,可能不恰当,但没有名词就没法交流。
球是练习着色的非常好的素材。
下一步探求绘制木质条纹
00000END
二.探求绘制木质条纹~隐藏在背后的无穷大
1.还是同上首先创建上面的扫描模块,只是这次要把H的值进行修改,效果图如下:

2.开始探索

分析上图:为描述方便起见,用字母B(black)表示黑色,w(white)表示白色。
首先看直角坐标系里面tan(x)的图形,从原点开始先向右面读,B1处,H=0,对应的色是纯黑,在w1这里,H=1,代表纯白,从B1到W1色从纯黑过度到纯白。值从0增加到1,主值区间也刚好=【0,1】。越过w1,到1.57,这里构成了常色区间[1,∞),颜色表现为纯白色。也就是图中的空白处。越过1.57
到2,H从-∞到tan(2)<0,这时对应的颜色纯黑。这就是原点右面颜色变化为:B--W--B的原因。
接着从原点往左面读图:从B1往左到-1.57,H<0,此时对应的颜色是黑色。到达1.57时,H=-∞,颜色是纯黑。从-1.57到-2,H的值的变化在主值区间[0.1]右面变化,故颜色是常白色。这就是左面的颜色变化为:B--W的原因。注意由于背景是白色,最做的白色不明显,图中那个箭头好就是标记,如果把背景换上颜色左面的边缘处的白色就明显。从图象中可以看到纯白是无穷大造成的。下面就利用无穷大来缩小白色的部分。
3.隐藏在背后的无穷大

把H的周期改为π/6,随着周期的缩小,白色带也变小了。每一个白色带就对应一个∞,或正的∞,或是负的∞。每一个纯黑对应H≤0.
4继续减小白色带的宽度
要想白色带更小,这只要缩小常色区间的长度就可以。这个长度有tan的值域决定,故可以尝试用
0.1tan(6x),0.2tan(6x),...,0.01tan(6x),0.02tan(6x),最后取H=0.02*tan(6x),做的下图。
这里常色区间刚好对应纯白色,这是要缩小常色区间的原因。

5.从有限到无限
  从有限到无限其实就是一种跳跃,当值域发生跳跃时,在色上就会有跳跃感,跳跃函数太多,
能够产生跳跃的着色也有很多很多。
  如果我们让tan的变量取出距离,即tan(sqrt(x^2+y^2)),那么背后的无穷大就会在色上产生圆形跳跃。ln(x)的背后同样隐藏了∞的作用。无穷大使值最大或最小,刚好对应色的极端情况。


圆形跳跃图
6.黑暗中的光芒

当H=0.1tan(1/sqrt(x^2+y^2))时,黑暗中的光芒变产生了。
为什么会是这样呢?因为此时颜色面板的色宽是1,而sqrt(x^2+y^2)可以看成是动态的值域,
那么1/sqrt(x^2+y^2)就是黑白的动态比重,必然按色的分量透出一点点白光来。
此时如果你仔细的观察图中右面函数的图形,发现函数的图形几乎接近于x轴,主值区间是如此的小,小到几乎全是黑色。这就是为什么会只有一点点白色的原因。
7.扫描双曲线轨道

白色代表隐藏在背后的∞。
附注:图中的小直角坐标系可以到p12下载 函数工具包里面有。
8.这是分形吗?No!

这只是把上面的函数H改为了H=0.2tan(100(sinx+siny)),用它上色扫描的结果。




















9.图案
  从上面的探索可以看到,利用三角函数可以创建出图案。一切赋色都是对基于点的运动轨道赋色。
并充分的利用函数的最值表现极端情况。注重特殊数据无穷大和undefined数据类型的使用。

黑暗中的光芒.gsp (31.73 KB)

RGB条纹探索文件.gsp (31.04 KB)

154# sun6448

ok.
我不发文档,是想大家了解我的想法就可以了。创造靠自己。

TEST.gsp (31.98 KB)

圆形跳跃.gsp (31.57 KB)

我发现了一个有初等函数构建的分形
这个分形是由函数f(r)=sin(1/r)(r=sqrt(x^2+y^))构成的,分形不是全图都是分形,只是在r=0
附件是分形,在r=0附件,图形具有分形的特征:
1.无限的层次
2.自相似性。
我把图象对中心点从100倍放大到了200万倍,都具有自相似性,但看不尽头。无穷无尽。
这是无穷大造成的,和迭代造成的分形不同。迭代只是对无穷大的近似来成图,所以迭代的分形可以看到尽头,但这个无穷大生成的分形,中心部分永远没法看清,你只会看到自相似性。
下面是各种放大倍数的图象,采用的是灰度上色。
1.1o万倍:

2.1万倍:

3.1千倍:

4.1百倍:

6.放大200倍彩图

7.中心出放大1万倍彩图:

sin(1/x)在0附近震荡,那附近显示出自相似。


初等函数构建的分形.gsp (38.85 KB)

Rgb上色,中心放大1万倍.gsp (39.69 KB)

157# yandongtai
那种没有取名字的工具是试验性的。只是测试,也许是我忘记删除了。
返回列表