分形
fractal
定義:局部和整體按某種方式相似的集合。分形性質包括自相似性、标度不變性、分數維性等。
學科:計算機科學技術_計算機應用_計算機輔助設計與圖形學
相關名詞:分形幾何 多重分形 分形測度 分形維數
來源:全國科學技術名詞審定委員會
圖片來源:視覺中國
【延伸閱讀】
通俗意義上,分形通常被定義為“一個零碎的幾何形狀,可以分成數個部分,且每一部分都是或近似是整體縮小後的形狀”(自相似)。對于分形的研究,最早可以追溯到17世紀數學家對遞歸概念的研究,而19世紀,波爾查諾、黎曼和魏爾斯特拉斯對連續不可微函數的研究,推動了分形的發展。“分形”一詞最早由芒德布羅于1975年提出,之後随着計算機科學的進步,“分形熱”風靡世界。
一個典型的分形圖案(謝爾賓斯基三角形),它的維度(豪斯多夫測度下)是log(3)/log(2)≈1.585。
通常認為,分形具有無限叠代、自相似、分形維數等特征。自然界中,分形的例子比比皆是。閃電、海岸線、雪片、西藍花等都可以視為分形。對于分形的直觀理解可以想象在顯微鏡下對某一圖形進行放大,當圖形被不斷放大,更為精細的結構将會顯現,而其精細結構與之前整體的結構相同或者大緻相同。
根據分形圖形自相似的強度,由強到弱可以分為精确自相似、半自相似和統計自相似。精确自相似指的是圖形在任一尺度下都相同,利用叠代函數構造的分形往往表現出精确的自相似。半自相似指的是圖形在不同尺度上會大緻(但不是精确地)相同,利用遞歸函數構造的分形往往表現出半自相似的特征。統計自相似則是最弱的自相似,指分形在不同尺度下保持某些數值或者統計特征。
值得一提的是,分形和混沌理論密切相關,混沌系統形成的圖形很多可以劃分為分形。
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