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Julia Set을 이용한 회전 대칭 프랙탈 이미지 생성
Creation of Fractal Images with Rotational Symmetry Based on Julia Set 원문보기

한국게임학회 논문지 = Journal of Korea Game Society, v.14 no.6, 2014년, pp.109 - 118  

한영덕 (우석대학교 정보보안학과)

초록
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이미지 디자인 등에 사용하기에 용이한 정다각형의 회전대칭성을 갖는 프랙탈 생성에 대해 연구하였다. Loocke의 논문[13]에서 사용한 방법과 같이 회전, 축소 아핀함수를 기반으로 하되 제곱근(square root)함수 대신 줄리아 셋(Julia set)을 생성하는 함수들로 확장하여 IFS(iterated function systems)를 구성하였다. 그 결과 줄리아 셋의 모양에 바탕을 둔 회전 대칭적 프랙탈을 생성할 수 있었으며, 줄리아 셋의 모양이 잘 나타나지 않는 경우에는 IFS 생성 알고리즘의 확률적 함수선택 부분을 변경하여 줄리아 셋의 모양이 뚜렸해지도록 할 수 있음을 보였다. 또한 줄리아 셋의 모양을 지수의 변화를 통해 변형하는 방법을 제안하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

We studied the creation of fractal images with polygonal rotation symmetry. As in Loocke's method[13] we start with IFS of affine functions that create polygonal fractals and extends the IFS by adding functions that create Julia sets instead of adding square root functions. The resulting images are ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 먼저 복소수 유리함수 h(z)의 줄리아 셋을 그리는 방법에 대해 간단히 알아보자[1]. 적당한 점 z′ 을 잡은 뒤 z′ = h(z) 인 역 이미지 z를 계속 구하는 것을 반복하면 줄리아 셋의 점으로 접근하게 되는데 이를 이용하여 손쉽게 줄리아 셋을 그릴 수 있다.
  • 먼저 원점에 대해 # 만큼 회전시키는 함수와 어떤 고정된 점으로 축소시키는 함수를 사용하여 정다각형 모양의 프랙탈을 얻는 방법에 대해 알아보자. 평면 위의 점을 복소수 z= x+ iy 를 이용하여 표시할 때, 임의의 점 z1을 중심으로 r 의 비율로 축소시키는 함수 f1 과 원점에 대하여 Θ 만큼 회전시키는 함수 f2 는 다음과 같이 표현된다.
  • 그러나 프랙탈의 세부적 모양이 원형에 기반을 두었다는 점에서 제한 되어 있다. 본 논문에서는 이를 다른 곡선으로 확장하는 방법에 대해 고려하였다.
  • 따라서 만약 원에 접근하는 제곱근 함수를 사용한 Loocke 의 방법과 달리 다른 곡선에 접근하는 함수를 사용한다면 그 곡선 형태를 특징으로 하는 프랙탈이 얻어질 것이 예상된다. 이러한 아이디어에 따라 본 연구에서는 다른 곡선 모양을 특징으로 갖도록 방법을 확장해 보았다. 3장에서는 곡선 모양에 관련된 함수를 프랙탈 곡선인 줄리아(Julia) 셋(Set)을 생성하는 함수로 확장하였을 때 어떠한 프랙탈을 얻을 수 있는지를 구체적 예를 통해 알아본다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
프랙탈은 무엇인가? 프랙탈은 자기반복적 특성을 가지는 기하학적 형태로서 간단한 규칙이나 알고리즘으로 생성이 가능하다. 프랙탈은 생성시의 조건에 따라 나뭇가지나 지형, 구름과 같은 형태를 만들 수 있어 게임의 배경에 등장하는 자연물과 같은 것을 묘사하는데 이용되고 있으며, 영상의 압축이나 음악분야 및 예술적 이미지의 디자인이나 Wall paper 의 생성 등의 다양한 분야에 응용되고 있다[1,2,3,4,5,6,7].
프랙탈은 어디에 응용되는가? 프랙탈은 자기반복적 특성을 가지는 기하학적 형태로서 간단한 규칙이나 알고리즘으로 생성이 가능하다. 프랙탈은 생성시의 조건에 따라 나뭇가지나 지형, 구름과 같은 형태를 만들 수 있어 게임의 배경에 등장하는 자연물과 같은 것을 묘사하는데 이용되고 있으며, 영상의 압축이나 음악분야 및 예술적 이미지의 디자인이나 Wall paper 의 생성 등의 다양한 분야에 응용되고 있다[1,2,3,4,5,6,7].
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참고문헌 (13)

  1. Barnsley M. "Fractals everywhere", 2nd ed. New York: Academic Press Professional, 1993. 

  2. Hang-Sook Song, Young-Duk Han, "A Study of Fractal Object Deformation for Game Environment", Journal of Korea Game Society, Vol.5, No.1, pp.19-24, 2005. 

  3. Jeong-Jin Lee, Moon-Koo Kang, "3D Cloud Animation using Cloud Modeling Method of 2D Meteorological Satellite Images", Journal of Korea Game Society, Vol.10, No.1, pp.147-156, 2010. 

  4. Young Cheul Wee, "A Very Fast 2*2 Fractal Coding by Spatial Prediction", Journal of KIISE:Computer Systems and Theory, Vol. 31, No. 11, pp.611-616, 2004. 

  5. Jaehong Park, Cheolwoo Park, Wonseok Yang, "Fractal Image Coding for Improve the Quality of Medical Images", J. Korean. Soc. Radiol., Vol. 8, No. 1, January 2014. 

  6. Jin-Mo Kim, Hyung-Je Cho, "Real time Rendering of Realistic Grasses Using Fractal and Shader-Instancing", J. Korea Multimedia Soc. Vol. 13, No. 2, pp.298-307, Feb. 2010. 

  7. Atin Das, Pritha Das, "Fractal analysis of songs: Performer's preference", Nonlinear Analysis: Real World Applications Vol. 11, Iss. 3, pp. 1790-1794, 2010. 

  8. Scott Draves, "The Fractal Flame Algorithm", 1992. 

  9. Field M, Golubitsky M. Symmetry in Chaos. New York:Oxford University Press, 1992. 

  10. Brisson G, Gartz K, McCune B, O'Brien K, Reiter C, Symmetric attracters in three-dimensional space, Chaos Solitons and Fractal Vol.7, Iss. 7, pp. 1033-51. 1996. 

  11. Reiter C, Chaotic attracters with the symmetry of the dodecahedron. The Visual Computer, Vol. 15, Iss. 4, pp. 211-5, 1999. 

  12. Kevin C. Jones, Clifford A. Reiter, "Chaotic attractors with cyclic symmetry revisited", Computers & Graphics Vol. 24, Iss. 2, pp. 271-282, 2000. 

  13. Philip Van Loocke, "Non-linear iterated function systems and the creation of fractal patterns over regular polygons", Computers & Graphics Vol. 33, Iss. 6, pp. 698-704, 2009. 

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