Что такое цифровой морфогенез
Термин морфогенез описывает, как сложные формы и тела развиваются в природе под действием биологических, химических и физических воздействий. Моделирование этих же процессов на компьютере путем создания таких сложных шаблонов с помощью вычислений называется цифровым морфогенезом. Это очень широкая область академических исследований, охватывающая многие дисциплины, например, биологию и физику, а также искусство и математику.
Основная причина, по которой я пишу об этом, состоит в том, чтобы привлечь больше внимания к удивительным результатам, которые могут возникнуть при применении вычислений в такой большой междисциплинарной области, в частности, в биологии. Тайна сложных природных узоров всегда очаровывала меня, ведь в них заключена такая точная красота. Применяемый в архитектуре или искусстве, использование морфогенеза может дать прекрасные произведения.
Пожалуйста, воспринимайте эту статью только как отправную точку для более глубокого изучения цифрового морфогенеза. Все, что здесь написано, взято из репозитория «ресурсы морфогенеза», а также из статьи Дэниела Дэвиса «Эволюция цифрового морфогенеза», ссылки на которые приведены ниже в приложении. Этот текст предназначен только для небольшого введения с несколькими примерами. Хорошо, хватит разговоров, давай взглянем на некоторые!
Реакция-диффузия
Основываясь на химических реакциях, этот образец вращается вокруг двух химических веществ, поскольку они диффундируют через среду и вступают в реакцию друг с другом.
Колонизация космоса
Процесс для итеративно растущей сети ветвящихся линий, основанный на распределении источников гормона роста (называемых источниками «ауксина»), к которым эти линии притягиваются.
Фракталы
Вероятно, большинству людей известно, что фракталы описывают бесконечно развивающийся паттерн, порождаемый рекурсией. Истинные бесконечные фракталы невозможны в природе из-за физических ограничений, но фрактальные особенности наблюдаются во многих местах, например, в ветвящихся структурах деревьев, в молниях или раковинах наутилуса, и это лишь некоторые из них.
Золотое сечение
Один очень известный узор, который в основном ассоциируется с естественной красотой и гармонией. Согласно определению из Википедии, в математике две величины находятся в золотом сечении, если их соотношение совпадает с отношением их суммы к большему из двух величин.
Странный аттрактор
Что такое аттрактор? Еще раз взяв реплику из Википедии: в математической области динамических систем аттрактор - это набор числовых значений, к которым система стремится развиваться, для самых разных начальных условий системы. Системные значения, которые достаточно близки к значениям аттрактора, остаются близкими, даже если их слегка нарушить. А если аттрактор содержит фрактальную структуру, это называется странным аттрактором.
Следующие шаги
Это краткий обзор некоторых форм и тел, определяемых цифровым морфогенезом. Сложны не только формы, но и вся область с ее многочисленными подкатегориями и междисциплинарными аспектами. Надеюсь, вам сейчас интересно узнать больше, так как я этим и займусь. В следующих статьях больше внимания будет уделено конкретным компонентам цифрового морфогенеза и, вероятно, тому, как их можно использовать для улучшения анимации или UX для веб-приложений, поскольку это все еще моя основная рабочая область.
- Tom
