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🔺 シェルピンスキーの三角形ジェネレーター

再帰的な分割でシェルピンスキーの三角形を描いたり、ランダムなカオスゲームの点から三角形が浮かび上がる様子を観察したりできます。深さと色を調整して、PNGに書き出しましょう。

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ヒント:カオスゲームはランダムな点を打つのに、それでも同じ三角形へ収束します。

ガイド

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シェルピンスキーの三角形とは?

シェルピンスキーの三角形は自己相似フラクタルです。塗りつぶした三角形から、各辺の中点を結んでできる真ん中の三角形を取り除き、残った3つの三角形それぞれに同じ操作を無限に繰り返します。そのフラクタル次元は log 3 / log 2 ≈ 1.585 で、線より大きく、塗りつぶした面積より小さい値です。ポーランドの数学者ヴァツワフ・シェルピンスキーが1915年に紹介しました。
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2通りの作り方

このツールは2つの構成法を用意しています。再帰的な分割は決定論的で、各三角形を3つの小さなコピーに繰り返し切り分け、図形を正確に描きます。カオスゲームはランダムで、三角形の3頂点を固定し、任意の点から始めて、ランダムに頂点を1つ選びそちらへ半分だけ進み、着地点を毎回打っていきます。どちらの方法もまったく同じ図形を生み出します。
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カオスゲームが機能する理由

「頂点へ半分進む」という3つの規則は合わせて反復関数系(IFS)を成し、その系の唯一のアトラクター(吸引集合)がまさにシェルピンスキーの三角形です。各規則が距離を頂点に向けて縮めるため、繰り返されるランダムな点はアトラクター上へ引き込まれ、取り除かれた中央の穴には決して着地できません。だからこそ何千ものランダムな点をまいても、完全に秩序だったフラクタルが描き出されるのです。

よくある質問

深さスライダーとは何ですか?
分割モードにおける細分化の段数を設定します。深さ n で塗られる三角形の数は 3^n なので、深さ6ですでに729個の三角形を描きます。深さが大きいほど細部が現れますが、レンダリングは遅くなります。
ランダムな点がどうして秩序ある形になるのですか?
「ランダムな頂点へ半分進む」ステップの一つ一つが縮小写像です。3つの写像が合わさって反復関数系を成し、そのアトラクターがまさにシェルピンスキーの三角形なので、ランダムな点は常にその形の上へ引き込まれます。
そのフラクタル次元はいくつですか?
約1.585で、log 3 / log 2 に等しい値です。この三角形は自分自身のコピーを3つ含み、それぞれが2分の1に縮小されており、log 3 / log 2 がその2つの数を結ぶ指数です。