🌐 VI

🔺 Bộ tạo tam giác Sierpinski

Vẽ tam giác Sierpinski bằng phép chia đệ quy, hoặc xem nó xuất hiện từ các điểm ngẫu nhiên của trò chơi hỗn loạn. Chỉnh độ sâu và màu sắc, rồi xuất PNG.

5

Mẹo: trò chơi hỗn loạn đặt các điểm ngẫu nhiên nhưng vẫn hội tụ về cùng một tam giác.

HƯỚNG DẪN

Tìm hiểu thêm

01

Tam giác Sierpinski là gì?

Tam giác Sierpinski là một fractal tự đồng dạng: lấy một tam giác đặc, bỏ phần tam giác con ở giữa được tạo bởi việc nối các trung điểm của các cạnh, rồi lặp lại thao tác đó mãi mãi trên cả ba tam giác còn lại. Kết quả có chiều fractal log 3 / log 2 ≈ 1.585 - lớn hơn một đường thẳng nhưng nhỏ hơn một miền tô kín. Nó được nhà toán học Ba Lan Wacław Sierpiński giới thiệu vào năm 1915.
02

Hai cách để tạo ra nó

Công cụ này cung cấp hai cách dựng hình. Phép chia đệ quy là xác định: nó lặp đi lặp lại việc chia mỗi tam giác thành ba bản sao nhỏ hơn, nên hình được vẽ chính xác. Trò chơi hỗn loạn là ngẫu nhiên: cố định ba đỉnh của một tam giác, bắt đầu từ bất kỳ điểm nào, rồi liên tục chọn ngẫu nhiên một đỉnh và nhảy nửa đường về phía đó, ghi lại mỗi điểm dừng. Cả hai cách đều tạo ra cùng một hình.
03

Vì sao trò chơi hỗn loạn hoạt động

Ba quy tắc đi nửa đường tới một đỉnh cùng tạo thành một hệ hàm lặp (IFS), và điểm hút duy nhất của hệ đó chính là tam giác Sierpinski. Vì mỗi quy tắc thu nhỏ khoảng cách về phía một đỉnh, quá trình lặp ngẫu nhiên liên tục bị kéo về điểm hút và không bao giờ rơi vào các lỗ trống ở giữa. Đó là lý do vì sao việc rải hàng nghìn điểm ngẫu nhiên vẫn vẽ nên một fractal có trật tự hoàn hảo.

Câu hỏi thường gặp

Thanh trượt độ sâu là gì?
Nó đặt số mức chia nhỏ trong chế độ đệ quy. Số tam giác được tô ở độ sâu n là 3^n, nên độ sâu 6 đã vẽ 729 tam giác. Độ sâu cao hơn cho thấy chi tiết tinh hơn nhưng mất thời gian kết xuất lâu hơn.
Làm sao các điểm ngẫu nhiên lại tạo ra một hình có trật tự?
Mỗi bước "nhảy nửa đường tới một đỉnh ngẫu nhiên" là một ánh xạ co. Cả ba ánh xạ này cùng tạo thành một hệ hàm lặp có điểm hút chính là tam giác Sierpinski, nên các điểm ngẫu nhiên luôn bị kéo về hình đó.
Chiều fractal của nó là bao nhiêu?
Khoảng 1.585, bằng log 3 / log 2. Tam giác chứa 3 bản sao của chính nó, mỗi bản được thu nhỏ đi một hệ số 2, và log 3 / log 2 là số mũ liên hệ các con số đó.