二維和高維空間的分形圖形藝術(shù)

前言

　　每個(gè)人都曾在少年時(shí)代上過美術(shù)課。但若干年過去了，喜歡各類美術(shù)作品的大有人在，但又有多少人能在宣紙上自己揮筆畫出還算不錯(cuò)的作品來呢？更不用說“栩栩如生”、“形象逼真”之類的高品位畫作了。筆者也是這樣一個(gè)人，雖然喜歡看各類畫展，但卻也只能欣賞別人的畫作而已，自己是無論如何也畫不出一件稍微像樣的美術(shù)作品?！　?0世紀(jì)90年代，筆者在加拿大做訪問學(xué)者的時(shí)候看到了一本名為“The Science ofFractal Images”的書。我一下子就被書里面的彩色插圖迷住了。天哪，人居然能使用計(jì)算機(jī)畫出如此美妙絕倫的人所不能想象的分形圖像和栩栩如生、形象逼真的山水風(fēng)景畫來！有些自然風(fēng)景畫看起來簡(jiǎn)直就像攝影照片，完全可以亂真。從此我就有通過電腦來畫畫以至于彌補(bǔ)我在美術(shù)上先天不足的想法。在以后的日子里，筆者在西安交通大學(xué)長(zhǎng)期為研究生和高年級(jí)本科生開設(shè)“分形”課程，并發(fā)現(xiàn)最能引起學(xué)生濃厚興趣的是那些“計(jì)算機(jī)分形圖形學(xué)”的內(nèi)容。雖然在筆者的兩本分形教材里已有一些這方面的內(nèi)容，但那只能作為整個(gè)分形學(xué)體系的一部分，哪能把如此豐富多彩的分形圖形藝術(shù)介紹無遺呢？況且該門學(xué)科還在快速發(fā)展之中，特別是三維藝術(shù)創(chuàng)作。經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間的考慮，我和趙翔鵬博士（微軟亞洲工程院）決定寫一部?jī)?nèi)容比較詳盡的分形圖形藝術(shù)書籍。之所以加進(jìn)“藝術(shù)”二字，實(shí)在是某些分形圖像如曼德勃羅（Mandelbrot）集所含的藝術(shù)成分太豐富了，而且用分形理論去創(chuàng)作山水風(fēng)景畫本身就是一門藝術(shù)。這本書還有別于正規(guī)的“計(jì)算機(jī)分形圖形學(xué)”，它不要求讀者具有較高的數(shù)學(xué)知識(shí)，一般高中文化程度以上的計(jì)算機(jī)愛好者就能讀懂這本書。當(dāng)然在書的某些地方會(huì)出現(xiàn)一些涉及高等數(shù)學(xué)的內(nèi)容，但讀者完全可以跳過去，并不會(huì)影響對(duì)整體概念的理解。我們希望讀者通過本書的閱讀，能用計(jì)算機(jī)畫出多姿多彩的分形圖像，并能運(yùn)用已有的分形繪圖軟件創(chuàng)作出高水平的藝術(shù)作品來。

內(nèi)容概要

本書系統(tǒng)介紹分形圖形的藝術(shù)性和如何通過計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行創(chuàng)作。全書共9章，內(nèi)容包含什么是分形、曼德勃羅（Mandelbrot）分形、茹利亞（Julia）分形、L-系統(tǒng)、迭代函數(shù)系統(tǒng)IFS、四維空間的四元數(shù)分形、分形山地自然風(fēng)景、各類奇異吸引子分形和著名分形創(chuàng)作軟件的介紹和應(yīng)用。    本書深入淺出，概念清晰，系統(tǒng)地闡述了分形圖形的奇特性質(zhì)和計(jì)算機(jī)在二維、三維和四維空間上的分形圖形創(chuàng)作。    本書附有一張光盤，包括7個(gè)可自由獲取的分形創(chuàng)作軟件和程序、2000多張包括全書插圖的原彩色圖像和其他彩色分形圖片，供讀者欣賞分形圖形的神奇和美麗。       本書可供愛好分形學(xué)和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的大學(xué)生和其他讀者閱讀和使用，亦可供美術(shù)設(shè)計(jì)愛好者閱讀和使用。

書籍目錄

第1章  什么是分形第2章  曼德勃羅（Mandelbrot）分形2.1  逃逸時(shí)間法2.2  曼德勃羅分形的算法及其維數(shù)2.3  曼德勃羅分形結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和藝術(shù)性2.4  廣義曼德勃羅分形2.5  偽三維曼德勃羅分形第3章  茹利亞(Julia)分形3.1  茹利亞集的算法及其維數(shù)和性質(zhì)3.2  廣義茹利亞集3.3  偽三維茹利亞分形第4章  L-系統(tǒng)4.1  二維L-系統(tǒng)4.2  三維L-系統(tǒng)第5章  迭代函數(shù)系統(tǒng)IFS5.1  IFS的算法5.2  IFS的編碼5.3  帶參量的IFS5.4  三維IFS第6章  四維空間的四元數(shù)分形6.1  四元數(shù)基本理論6.2  三維立體繪圖的基本原理6.3  四元數(shù)分形第7章  分形山地自然風(fēng)景7.1  布朗運(yùn)動(dòng)與隨機(jī)中點(diǎn)位移法7.2  分形山地風(fēng)景的基本算法7.3  隨機(jī)鉆石-方塊算法7.4  分形山地的Java程序設(shè)計(jì)第8章  奇異吸引子8.1  洛倫茲吸引子8.2  羅斯洛吸引子8.3  杜玢吸引子8.4  二元多項(xiàng)式吸引子8.5  三元多項(xiàng)式吸引子8.6  皮柯佛奇異吸引子8.7  其他類奇異吸引子第9章  若干分形圖形藝術(shù)軟件介紹9.1  IFS V1.419.2  ChaosPro3.2介紹9.3  綜合繪圖軟件fe9.4  分形山地風(fēng)景軟件Terragen附錄  光盤內(nèi)容主要參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　L-系統(tǒng)的第一個(gè)字母L源于美國(guó)生物學(xué)家A.Lindenmayer（1929～1989）姓氏中的L字母。開始是作為描述植物的形態(tài)與生長(zhǎng)的一種方法，繼而發(fā)展成計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中一種模擬大自然景物的有效方法，當(dāng)然是一種重要的分形生成方法?！　?.1　二維L-系統(tǒng)　　L-系統(tǒng)是由若干符號(hào)組成的語(yǔ)言提示系統(tǒng)。符號(hào)用法各有所取，但對(duì)最常用的符號(hào)目前比較通用的是下面給出的這組符號(hào)解釋：　　F：按給定的長(zhǎng)度向前畫出一條線段；　　f：按給定的長(zhǎng)度向前移動(dòng)（不畫）一條線段；　　+：左轉(zhuǎn)（逆時(shí)針方向）一個(gè)給定的角度；　　-：右轉(zhuǎn)（順時(shí)針方向）一個(gè)給定的角度；　　l.反向180。；　　f：把當(dāng)前畫圖格式放進(jìn)棧里；　　]：退出畫棧，并回到左方括號(hào)“[”前的畫圖狀態(tài)；　　#：按線段寬度的增量要求增加線段的寬度；　?。。喊淳€段寬度的減量要求減少線段的寬度；　　@：按線段寬度作半徑畫一個(gè)點(diǎn)；　　>：按線段長(zhǎng)度的比例因子乘線長(zhǎng)；　　

編輯推薦

　　《二維和高維空間的分形圖形藝術(shù)》特色：　　基礎(chǔ)性：分形之最基本知識(shí)，　　應(yīng)用性：用分形技術(shù)繪制大自然的山水花樹及更多抽象圖形，　　前沿性：分型圖形與混沌之關(guān)系，　　實(shí)用性：大量繪畫分形的程序及若干分形藝術(shù)創(chuàng)作軟件介紹，　　完整性：全部六種繪制分形圖形之方法，　　欣賞性：附帶光盤有2000多張精美的彩色分形藝術(shù)圖片供觀察，　　易用性：附帶光盤有幾個(gè)可自由獲取的優(yōu)秀分形圖形創(chuàng)作軟件。

圖書封面

圖書標(biāo)簽Tags

無

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