迭代函数系统的符号化方法

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分形图形学作为计算机图形学领域的一项重要内容被越来越多的人所关注,迭代函数系统和L系统是构造分形图形的两个经典数学系统,它们的不断发展对整个分形学领域有重大的意义。为了能够研究不同IFS之间的关系,本文首先根据其吸引子生成的原理,提出了具有明显几何和代数含义的IFS加法、直积、复合积和相似运算的定义并分析了其运算性质。这对认识一些IFS吸引子之间的关系有很大的帮助,能够在已知IFS的基础之上构造出更多的分形图来模拟自然界中的物体。然后通过分析IFS确定性算法生成分形图形的过程,在IFS符号化的基础上给出了符号化系统的具体定义;为了能够快速便捷地实现一些经典分形保留了少数的预定义符号,用户可以根据需要设定若干带有参数的表示常量、变量、数学函数、几何图形的自定义符号,设置公理,规则和迭代次数,系统会自动生成用户所定义的分形;给出了符号系统的生成算法并对其解释程序进行了分析,通过建立n进制数和变换之间的一一对应关系,在一定程度上改进了算法,降低了时间复杂度和空间复杂度。符号系统将各类IFS,各类L系统及中点移位曲线用统一的方法进行描述和处理,并且增强了表达分形的能力。利用不同方法实现的特殊效果的分形图均可以在符号系统中实现,效率高的生成算法也可以应用在其中,即保留了原有系统和方法的优点。符号系统以文档格式表示,可读性强,容易理解,算法快,生成效率高。初始集不再局限于点或图像,并且恰当地选择初始集可以提高生成速度。
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