Фракталы этого класса самые наглядные. В двухмерном случае их получают с
помощью некоторой ломаной (или поверхности в трехмерном случае), называемой
генератором. За один шаг алгоритма каждый из отрезков, составляющих
ломаную, заменяется на ломаную-генератор, в соответствующем масштабе. В
результате бесконечного повторения этой процедуры, получается геометрический
фрактал.
Рис 1. Построение триадной
кривой Кох.
Рассмотрим один из таких фрактальных объектов - триадную кривую Кох [3].
Построение кривой начинается с отрезка единичной длины (рис.1) - это 0-е
поколение кривой Кох. Далее каждое звено (в нулевом поколении один отрезок)
заменяется на образующий элемент, обозначенный на рис.1 через n=1.
В результате такой замены получается следующее поколение кривой Кох. В 1-ом
поколении - это кривая из четырех прямолинейных звеньев, каждое длиной по
1/3. Для получения 3-го поколения проделываются те же действия - каждое
звено заменяется на уменьшенный образующий элемент. Итак, для получения каждого
последующего поколения, все звенья предыдущего поколения необходимо заменить
уменьшенным образующим элементом. Кривая n-го поколения при любом
конечном n называется предфракталом. На рис.1 представлены пять
поколений кривой. При n стремящемся к бесконечности кривая Кох становится
фрактальным обьектом [3].
Рис 2. Построение
"дракона" Хартера-Хейтуэя.
Для получения другого фрактального объекта нужно изменить правила построения.
Пусть образующим элементом будут два равных отрезка, соединенных под прямым
углом. В нулевом поколении заменим единичный отрезок на этот образующий элемент
так, чтобы угол был сверху. Можно сказать, что при такой замене происходит
смещение середины звена. При построении следующих поколений выполняется правило:
самое первое слева звено заменяется на образующий элемент так, чтобы середина
звена смещалась влево от направления движения, а при замене следующих звеньев,
направления смещения середин отрезков должны чередоваться. На рис.2 представлены
несколько первых поколений и 11-е поколение кривой, построенной по
вышеописанному принципу. Предельная фрактальная кривая (при n стремящемся
к бесконечности) называется драконом Хартера-Хейтуэя [3].
В машинной графике использование геометрических фракталов необходимо при
получении изображений деревьев, кустов, береговой линии. Двухмерные
геометрические фракталы используются для создания объемных текстур (рисунка на
поверхности обьекта) [2,3].
|