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Was ist überhaupt ein Fraktal ?

 

Unsere ganze Natur ist fraktal aufgebaut. Überall findet man Wiederholungen einer bestimmten Struktur in sich selbst (Selbstähnlichkeit), wie ein Zweig am Ast eines Baumes, den Verzweigungen unseres Blutkreislaufes, den Hügeln eines Berges oder der Form einer Küstenlinie.

 

Seit etwa 30 Jahren haben Mathematiker die Computer-Fraktale entdeckt, indem sie eine Kette von Zahlen und mathematischen Operationen immer wieder mit sich selbst rückkoppeln: Das Ergebnis wird als neuer Anfangswert aufgefaßt und wieder in die Schleife eingegeben. Die wechselnde Größe dieses "immer wieder Anfangswertes" wird beobachtet und in grafischer Form ausgewertet.

 

Bei den Fraktalen nach MANDELBROT und JULIA werden zweidimensionale Anfangswerte benutzt. Man kann damit eine Ebene aufspannen, in der dann jeder Punkt einer anderen zweidimensionalen Zahl entspricht.
Für diesen Punkt als Anfangswert(JULIA) oder als Parameter-Anfangswert(MANDELBROT) rechnet man jetzt die Gleichung rückgekoppelt immer wieder von vorn. Wenn die "Zwischenergebnisse" ein eindeutiges Verhalten erkennen lassen, zum Beispiel ständig immer größer werden (das nennt man Divergenz) oder sich immer genauer einen bestimmten Zahlenwert annähern (Konvergenz) oder einen wiederkehrenden Zyklus erreichen (Grenzwertzyklus) oder einfach einen gewissen Zahlenbereich in gewissen Grenzen nicht verlassen (Chaos), dann kann man das Rechnen für diesen Punkt (rechnen in einer Rückkoppelschleife nennt man Iterieren) abbrechen. Kodiert man das Verhalten als Farbe, zum Beispiel Divergenz Weiss und alles andere Schwarz, ergibt sich für die Mandelbrotmenge am Ende, wenn man das für alle Punkte einzeln gemacht hat, das berühmte schwarze Apfelmännchen auf weißem Hintergrund.

Für einen Punkt der Bildebene (festes Cx, Cy) berechnet man immer wieder die Variablen X und Y in einer Wiederholungsschleife:

X(neu) = X*X - Y*Y + Cx

Y(neu) = 2*X*Y + Cy

X = X(neu)

Y = Y(neu)

Bei der Mandelbrotmenge ist das erste Xo=0 und das erste Yo=0, bei der Julia-Menge entsprechen Xo und Yo den Bildkoordinaten (weil Cx,Cy für das ganze Bild konstant ist).

Man kann auch die Anzahl der der Iterationen bis zum Überschreiten eines bestimmten (X+Y)-Wertes als Farbe kodieren (ist hier mit "max_(X+Y)" einzustellen), oder den direkten X,Y-Wert nach N Iterationen (als "max-it" einzustellen) in eine Farbskala umwandeln (wurde hier bei den Bildnummern =4 bis 9 gemacht).

 

 

Links zum Thema Fraktale

 

http://home.t-online.de/home/eckhard.roessel/fraktal.htm

http://home.t-online.de/home/whein/chaosHaupt.htm

http://www.theater-neu-ulm.de/interview.html

http://www.theater-neu-ulm.de/chaostheorie.html

http://www.medienobservationen.uni-muenchen.de/FRAKTAL/fraktal.html

http://www.ai.ch/gym/fachsch/physik/mandelbm.htm

http://home.t-online.de/home/elschenbroich/themen/fraktale.htm

http://www.fh-lueneburg.de/u1/gym03/homepage/faecher/mathe/chaos/mandel/apfel1.htm

http://www.koopiworld.de/pub/fraktal.htm

http://www.thur.de/home/annette/asso.htm

http://ourworld.compuserve.com/homepages/gjoohs/frakt01.htm

http://www.interservice.vhf.de/geometryOfFractals/intro.html

http://belgarath.esg-guetersloh.mediapoint.de/uforum/physik-lk-12-1997-1998/fraktale/

http://www.wolferseder.de/

http://www.ostium.ch/i_java.html

http://www.chaos-theorie.de/

http://www.math.utah.edu/~alfeld/math/mandelbrot/mandelbrot.html

http://members.vol.at/roemer/1998/roe_9847.htm

http://btpdx1.phy.uni-bayreuth.de/pub/27sep95_stichwort.html

http://www.moonstar.com/~nedmay/Welcome.html

http://www-users.rwth-aachen.de/niko.wilbert/frac/sitefrac.htm

http://www.power-box.de/main/Frakfram.htm

http://www.physcip.uni-stuttgart.de/phy11733/math.html

http://www.bestklick.de/html/fraktal.html

 

Künstler:

http://www.fractalus.com/contest99/results.htm

http://www.winterworld.de/seite23.htm

http://www.comzone.ch/ursusbo/gurus/reisen.html

http://www.aartika.freewire.co.uk/homepage/index.html

http://www.fractal-art.com

http://www.karinkuhlmann.de/DigitaleWelten/meine_Arbeit_/meine_arbeit_.html

http://www.fraktalwelt.de

 

Riesen-Link-Liste:

http://home.wtal.de/bytemaster/fraktal_d.htm


News

21.01.2002

NEU: Von allen früheren Games können noch Bilder eingeschickt werden. Wenn sie gut sind (Entscheidung AlveoLara), kommen sie auch in die Galerie.

Auf der Bewertungs- und Bilderseite wurde unten ein Eingabefeld für Bilder-Suchfunktion (Volltextsuche) eingefügt.

Das Spielen mit Spieleinsatz wird bis auf Weiteres eingestellt, weil keine sinnvolle Beteiligung erreicht wurde.

06.01.2002

Man kann die Bildausgabe jetzt auch durch Klick aufs Bild stoppen/unterbrechen. Die Wiederherstellung dann mit Dateneingabe in ein Textfeld und Taste Return (z.B. width ist immer eingetragen).
Falls sich danach Bildfehler zeigen, ist noch ein anderes Applet aktiv, bzw. man hat zu schnell das nächste Bild gestartet (mehrere Bild-Threads gleichzeitig).

Während des Programmabblaufs steht im großen Textfeld: Bitte Warten...

11.12.2001

Alle anderen Parameter, für die eine negative Zahl keinen Sinn hätte, können jetzt auch mit einem Additionswert (in zweiter Belegung des großen Textfeldes als negative Zahl eingeben) belegt werden:

colTabNr, selectPict, max_it, max_(X+Y), NumberOfColors

07.12.2001 Die beiden Textfelder rechts (für colFact und colShift) kann man jetzt auch mit negativen Zahlen belegen, deren Betrag dann nur als Additionswert eingelesen wird. Mann stellt also eine Schrittweite ein (zum Beispiel -10 bedeutet: addiere 10 zum alten Wert) und betätigt einfach wiederholt die Returntaste, um schrittweise durch den Bereich hindurchzugehen.
04.12.2001 variant = -1 eingefügt (+ Label vor das Textfeld)
Damit kann man das letzte Bild rückgängig machen, wenn man sich vertan hat. Gibt man ein zweites Mal -1 ein bei variant, erscheint das zuvor letzte Bild wieder, also beide im Wechsel.
02.12.2001 Wartezeit zwischen Bildrechnen (schwarzweiß) und Ausgabe des farbigen Bildes optimiert. Ursache war ein Mehrfachstarten des Rechenvorganges bei zu langem Drücken auf die Returntaste <CR> , ohne daß man es sehen konnte (Länge des Tastendruckes spielt jetzt keine Rolle mehr).
28.11.2001 Es gibt jetzt nicht nur die Bilddrehung um 90 Grad, sondern auch um 180 und 270 Grad, einzustellen mit variant
= Parameter im ersten Textfeld ganz links: variant 3,5,7 für M-mengen bzw. 4,6,8 für Juliamengen;
jedoch Mausfunktion weiterhin nur für variant 1 und 2
   

 

 

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