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随着对分形图形学领域研究的深入,IFS已成为自然造型的重要方法,然而IFS反问题还是没有得到很好的解决。在这种情况下,IFS吸引子交互式控制技术为分形造型提供了捷径。本文的IFS不动点连接技术正是为实现IFS吸引子的交互式控制而提出的。IFS不动点连接技术的提出,对把握IFS构成与IFS吸引子的关系、预想分形集的IFS设计和推动IFS走向实用化都有着重要的意义。
文中首先介绍了分形的基本理论及分形图形生成的典型方法,如逃逸时间法、L-系统、迭代函数系统IFS等。在此基础上,给出了一些有关IFS的新理论与性质,并提出了IFS吸引子的全断、全连通还是不完全连通等连通性的判定准则。
IFS不动点连接技术是建立在不动点变换的基础上,用户编辑变换时附带连线来表达不动点变换而形成的IFS交互式设计技术。文中以典型的Von Koch曲线和Sierpinski三角形为例,说明了IFS不动点连接技术的基本原理。给出了IFS不动点连接技术的定义及性质,并依据四种不同的分类方法对IFS不动点连接进行了分类,其中包括固定不动点连接、自由不动点连接、一笔画不动点连接、分支型不动点连接、网状型不动点连接和混合型不动点连接等等。
在实现IFS不动点连接技术时,为了使交互变得直观、灵活以及数据在程序内部的表示更为方便,实现了几何变换的可视化与升级,根据场景缩放比绘制标尺与坐标网格并约束变换的输入。最后以图例的形式,说明了基于IFS不动点连接技术所实现的功能,主要包括:两点、三点和四点变换的输入与编辑;IFS吸引子递归生成的深度与精度控制;常规分形、生长分形和在线分形等三种分形集生成方式;两点与三点不动点连接分形;轴端、顶点与假设定义域分级不动点连接分形;一笔画、分支型、网状型与混合型不动点连接分形;为增强分形集的视觉效果,添加了一些辅助控制,如设置画笔颜色、使用纯色或渐变色设置填充颜色等。