¿Cómo se relacionan los logaritmos con los patrones fractales?

No estoy seguro de que esto responda a su pregunta, pero hay al menos una conexión entre usar logaritmos y mapear fractales

Esta es una forma en que los logaritmos se pueden usar al crear imágenes fractales.

Usando un programa llamado Ultra fractal [1], he creado la siguiente imagen fractal.

Los parámetros para estas imágenes son los siguientes (ver más abajo)

Verá en negrita que la función de transferencia para esta imagen está establecida en Lineal

Fractal1 {
fractal:
title = “Fractal1” ancho = 640 altura = 480 capas = 1
créditos = “Rupert Russell; 8/02/2017”
capa:
caption = “Fondo” opacidad = 100
cartografía:
centro = -1.4845706336163178 / 0.000074037909507750794 magn = 8388608
fórmula:
maxiter = 25000 filename = “Standard.ufm” entry = “Mandelbrot” p_start = 0/0
p_power = 2/0 p_bailout = 128
dentro:
transferencia = ninguna
fuera de:
transfer = nombre de archivo lineal = “Standard.ucl” entry = “Smooth” p_power = 2/0 p_bailout = 128.0
gradiente: |
suave = sí rotación = 86 índice = 428 color = 512 índice = 85 color = 6555392
índice = 149 colores = 13331232 índice = 253 colores = 16777197 índice = 342
color = 43775
opacidad:
suave = sin índice = 0 opacidad = 255
}

Si cambio la función de transferencia a Log, verá que la imagen se ve muy diferente. La ubicación, el zoom y la palanca de iteración son todos iguales. La única diferencia es que los colores se asignan usando una escala logarítmica y no lineal. Entonces, en lugar de que el detalle sea abrumadoramente complejo y el “ruido” cerca del límite del conjunto, podemos comenzar a ver detalles más finos.

Fractal1 {
fractal:
title = “Fractal1” ancho = 640 altura = 480 capas = 1
créditos = “Rupert Russell; 8/02/2017”
capa:
caption = “Fondo” opacidad = 100
cartografía:
centro = -1.4845706336163178 / 0.000074037909507750794 magn = 8388608
fórmula:
maxiter = 25000 filename = “Standard.ufm” entry = “Mandelbrot” p_start = 0/0
p_power = 2/0 p_bailout = 128
dentro:
transferencia = ninguna
fuera de:
transfer = log filename = “Standard.ucl” entry = “Smooth” p_power = 2/0
p_bailout = 128.0
degradado:
suave = sí rotación = 86 índice = 428 color = 512 índice = 85 color = 6555392
índice = 149 colores = 13331232 índice = 253 colores = 16777197 índice = 342
color = 43775
opacidad:
suave = sin índice = 0 opacidad = 255
}

El archivo de Ayuda para Ultra Fractal dice lo siguiente:

Configuraciones de coloración

Función de transferencia

Selecciona una función de transferencia que traduce el valor del índice, multiplicado por el valor de densidad del color, a una entrada en el gradiente.

  • Ninguno devuelve el color sólido, ignorando el algoritmo de coloración.
  • Lineal devuelve directamente el valor del índice.
  • Sqr ajusta al cuadrado el valor del índice. Cuando el valor del índice aumenta, la densidad del color parece aumentar también.
  • Sqrt devuelve la raíz cuadrada del valor del índice. Esto disminuye la densidad aparente del color a medida que aumenta el valor del índice.
  • Cubo cubica el valor del índice. La densidad del color aumenta más rápido que cuando se usa Sqr.
  • CubeRoot devuelve la raíz en cubos del valor del índice. La densidad del color disminuye más rápido que cuando se usa Sqrt.
  • Log devuelve el logaritmo natural del valor del índice. La densidad del color disminuye incluso más rápido que cuando se usa CubeRoot.
  • Exp calcula eindex. La densidad del color aumenta incluso más rápido que cuando se usa el Cubo.
  • Sin devuelve el seno del valor del índice. El resultado nunca excede -1 … 1 y se repite cuando aumenta el valor del índice.
  • ArcTan devuelve la tangente inversa del valor del índice. El resultado se aproxima a ½ pi cuando el valor del índice se vuelve muy alto

Notas al pie

[1] Software Fractal avanzado para Windows y Mac OS X

Una de las características de los fractales es el hecho de que la longitud de un límite varía en tamaño en función de la longitud del criterio con el que se mide.

Fractales y la Dimensión Fractal

Esto se conoce como dimensión fraccional y es el origen de la palabra “FRACTAL”. El trazado de la relación entre el tamaño del palo de medición y la longitud medida se muestra más fácilmente como líneas rectas en el papel de trazado del registro de registro.

El término “fractal” fue utilizado por primera vez por el matemático Benoît Mandelbrot en 1975. Mandelbrot lo basó en el latín frāctus que significa “roto” o “fracturado”, y lo usó para extender el concepto de dimensiones fraccionarias teóricas a patrones geométricos en la naturaleza. Fractal – Wikipedia

Patrones fractales recurrentes y similares que indican espirales, se extienden al azar en todo el mundo real y se manifiestan como diseño estructural en muchas cosas. Su tasa de expansión está asociada con el logaritmo natural ln , que es el logaritmo basado en la constante trascendental e, que es el límite de (1 + 1 / n ) n cuando n se acerca al infinito, o alrededor de 2.71828 … También se le llama el número de Euler (No debe confundirse con la constante de Euler).

La expresión para espirales logarítmicas usando coordenadas radiales r y coordenadas angulares Θ, muestra que están relacionadas con la constante logarítmica natural e en eso,

r = a { e ^ ( b * Θ)} donde a y b son números reales positivos.

Las espirales logarítmicas se producen en sistemas de retroalimentación de bucle abierto, como el patrón de crecimiento de plantas y animales donde aparecen como una estructura de diseño. Aunque los patrones pueden difundirse rápidamente en altos grados de complejidad, no obstante se identifican por la presencia de un fractal adicional conocido como Golden Ratio. Esta relación recurrente se conoce como Phi y tiene el símbolo: φ . El valor numérico de esta relación se expresa como (1 + √5) / 2, y se aproxima a 1.6180339887498948482 …

Por lo tanto, las espirales logarítmicas que crecen de acuerdo con la constante natural e , y también exhiben la proporción áurea φ como un fractal repetitivo en su diseño, se conocen como espirales logarítmicas doradas. Se pueden escribir en términos de la proporción áurea φ, y la constante π comúnmente conocida, usando coordenadas radiales y angulares r y Θ,

r = φ ^ {Θ * (2 / π )}.

La proporción áurea recurrente cuando se mide, distingue las espirales logarítmicas doradas de las espirales logarítmicas en general.

imagen de cursodefotografia.org

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