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Op Art and More 

Fraktale

2017

Video

Die Fraktale basieren auf Julia-Mengen, die jeweils durch die angegebene Formel spezifiziert werden. Alle Berechnungen erfolgen im komplexen Zahlenraum, d.h. eine Zahl wird durch einen Realteil auf der horizontalen Achse und einen Imaginärteil auf der vertikalen Achse gebildet. Zu jedem einzelnen Realteil werden alle möglichen Imaginärteile errechnet und diese dann als Farbwert dargestellt. Für die  Erzeugung eines Bildes wurden Achsen von 500 x 500 Pixel verwendet, also 250000 Pixel, d.h. die Formel wurde dementsprechend häufig aufgerufen.

Der Wert eines Pixels wird durch Iterationen ermittelt. Für die meisten Videos wurde eine Iterationstiefe von 50 gewählt. In Einzelfällen wurde diese Iterationstiefe während der Videoaufnahme variiert, um eine schärfere Detailtiefe zu erreichen. Im Extremfall wurde ein Iterationstiefe von 4000 eingestellt, d.h. pro Pixel müssen dann 4000 Berechnungen durchgeführt werden, also 1 Mio. Berechnungen für ein Einzelbild.

Für die Videowiedergabe wurden dann 25 Einzelbilder pro Sekunde berechnet, so dass selbst bei geringer Iterationstiefe von 50 für 1 Minute Videofilm 1500 Bilder mit mehr als 30 Mio. Berechnungen erzeugt werden mussten.

Das Ergebnis einer Iteration für ein einzelnes Pixel zeigt an, ob die Iteration zu Werten gegen Unendlich führt oder ob (scheinbar) stabile Zahlenwerte auftreten. Die Stärke der Unendlichkeit wird durch verschiedene Farben angezeigt. Von blau über gelb über rot nach grün bis schwarz nimmt die Stabilität zu.  Schwarze Gebiete stellen  die  ermittelte Julia-Fläche dar.  Dier farbigen Gebiete stellen das Komplementär der Julia-Flächen dar und werden als Fatou-Mengen bezeichnet.

Die reale und imaginäre Zahlengerade erstreckt sich beim Start in vielen Fällen von -2 bis +2. Beim Zoomen in Ausschnitte wird die maximale Zahlentiefe von 8 Byte Gleitkommazahlen verwendet. In den Formeln wird die durch die 2 Zahlengeraden gebildete komplexe Zahlenebene über die komplexe Variable "z" wiedergegeben. Bei "c" handelt es sich um eine komplexe Konstante, die allerdings während der Videoaufnahme in vielen Fällen variiert wurde. Hierdurch können in Einzelfällen als Folge der Julia-Formeln innerhalb weniger Einzelbildaufnahmen sehr starke Bildänderungen auftreten, die dem Auge dann extrem hohe Geschwindigkeiten vermitteln.

Einige der Julia-Formeln wurden von dem Mathematiker Michael Becker übernommen, andere stellen eine Eigenentwicklung dar.


Weitere Hinweise zu hier vorgenommenen Berechnungen von Fraktalen befinden sich am Ende des Menüpunkts "Fatou".



























Video-Verzeichnis

Fraktale

(z3+c)/z

(1:55 min)

Bild Index

(z8+z4+c)/z

(0:53 min)

Bild Index

(z3-z)/(c*z2+1)

(0:35 min)

Bild Index

z2-z*c

(1:26 min)

Bild Index

(z3+c)/z

(2:22 min)

Bild Index

z2*(cm+cj)+cj

(1:39 min)

Bild Index