分形算法与程序设计

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出版者:科学出版社
作者:孙博文
出品人:
页数:394
译者:
出版时间:2004-11-1
价格:45.00
装帧:平装(带盘)
isbn号码:9787030145406
丛书系列:
图书标签:
  • 分形
  • 数学
  • 分形算法与程序设计:Visual
  • Parametric
  • Basic实现
  • 分形
  • 算法
  • 程序设计
  • 数学
  • 计算机图形学
  • 递归
  • 几何
  • 可视化
  • Python
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具体描述

《分形算法与程序设计:Visual Basic实现》:分形几何被称为大自然的几何学。其研究对象是破碎的、不光滑的和不规则的几何物体,但在不同的尺度下看它,却具有相同或相近的结构。《分形算法与程序设计:Visual Basic实现》构造了多种分形图的生成算法,并通过计算机程序设计语言实现。所生成的分形图或精巧、或神秘、或逼真自然,无论从美学的角度还是从科学的角度看,都会使你有全新的感受。

《几何的隐秘语言》 探索无限之美,揭示自然界的数字密码。 在繁复的自然界中,我们常常能瞥见一种奇特而又迷人的重复模式:从海岸线的蜿蜒曲折,到雪花晶体的精巧结构,再到蕨类植物舒展的叶片,似乎隐藏着某种共通的“骨架”。《几何的隐秘语言》将带领读者踏上一场穿越时空、探索这些潜藏于万物之中的数学语言的旅程。 本书并非直接教授具体的计算方法或代码实现,而是着重于 解析几何图案背后的哲学思想和数学原理。我们将从古希腊数学家的思考方式出发,追溯他们对无限、比例和对称性的早期探索,理解这些概念如何为后世的几何学发展奠定基础。随后,我们将目光投向文艺复兴时期,探讨透视法等绘画技法如何巧妙地运用几何学来捕捉现实世界的三维深度,以及当时艺术家和科学家对自然形态的细致观察和模仿。 进入现代,我们将深入剖析 “自相似性” 这一核心概念。这不是关于如何编写程序来生成特定形状,而是关于理解“自相似”的本质——局部与整体的无限重复与缩放。我们将通过一系列富有启发性的例子,展示如何从简单的规则出发,构建出极其复杂且富有生命力的几何结构。例如,我们将审视 康托尔集 和 谢尔宾斯基三角形 等经典案例,不是为了学习它们的构建步骤,而是为了领会它们如何通过迭代过程产生出无限的细节和令人惊叹的对称性。本书将侧重于 概念的内化,让读者体会这些几何构造的内在逻辑,以及它们如何反映了宇宙的某种基本秩序。 此外,我们还将探讨 “分形” 这一概念的诞生及其广泛影响。我们将回顾相关数学家的思想火花,了解他们是如何在看似随机的现象中捕捉到规律,并最终赋予这些“不规则”的形状以严谨的数学描述。本书会避免繁琐的公式推导,而是通过 直观的类比和生动的图示,来阐释诸如 豪斯多夫维度 等概念的意义,帮助读者理解这些工具如何量化几何体的“粗糙度”和“填充度”,从而更深入地理解自然界不规则形状的复杂性。 本书还将触及 算法思维的源头,并非讲解具体的算法流程,而是探讨 “规则” 和 “生成” 之间的关系。我们将思考,如果能定义一套清晰的规则,是否就能“生长”出生命般的复杂结构?我们将通过对自然界中一些生长模式的观察,例如植物的枝条生长、河流的侵蚀过程等,来启发读者思考,这些看似随机的演变过程背后,可能存在着比我们想象中更简洁、更优雅的生成原理。 《几何的隐秘语言》是一本献给所有对自然之美、数学之魅以及逻辑之思感兴趣的读者的读物。它将帮助你培养一种 新的观察世界的方式,让你在日常生活中也能发现隐藏的模式,理解事物的深层结构。通过本书,你将不会获得一套“工具”,而是获得一种 “视角”——一种能够透过现象看到本质,领略数学在塑造我们周围世界中所扮演的、那份宏大而又精妙角色的视角。准备好,一起解锁几何的隐秘语言,感受宇宙为你低语的无限之歌。

作者简介

目录信息

第1章 分形简介
第2章 分形图的递归算法
第3章 文法构图算法
第4章 迭代函数系统算法
第5章 逃逸时间算法
第6章 分形显微镜
第7章 分形演化算法
第8章 分形动画
第9章 三维空间中的分形
第10章 分形自然景物模拟算法
参考文献
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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读完《分形算法与程序设计》,我感觉自己仿佛进入了一个由数学和代码构建的“微观宇宙”。书中的内容对我来说既陌生又熟悉,熟悉的是那些看似杂乱的图案,陌生的是背后蕴含的深刻数学原理和精巧算法。我尤其被书中关于“自相似性”的讲解所吸引。作者通过生动的例子,让我理解了即使放大一个分形图案的局部,它依然会呈现出与整体相似的结构,这种“无限细节”的特性,让我对数学的优雅和宇宙的精妙有了更深的敬畏。我非常喜欢书中关于Python实现的具体代码,从基础的迭代过程到复杂的渲染技巧,作者都讲解得非常细致。我尝试着修改了书中的一些渲染参数,例如颜色映射的算法,以及透明度的设置,我能够生成出各种各样具有独特视觉效果的分形图案。这一点让我感到非常兴奋,因为这意味着我不仅可以学习理论,还可以通过编程进行实践和创作。书中还提到了分形在图像压缩和纹理生成方面的应用,这让我意识到分形算法并非仅仅是学术研究,它在实际工程领域也有着广泛的应用前景。这本书不仅提升了我的编程技能,更重要的是,它拓展了我的思维方式,让我学会用更宏观、更具系统性的视角去观察和理解问题。

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这本《分形算法与程序设计》彻底改变了我对“编程”的看法。我以前总觉得编程就是枯燥的代码堆砌,是为了解决一些实际问题而存在的工具。但这本书让我意识到,编程同样可以是一种极具创造力和探索性的艺术形式。作者通过对各种分形算法的深入剖析,展现了如何用简单的规则生成出极其复杂和美丽的图案。我特别欣赏书中的逻辑结构,它从最基础的迭代函数系统(IFS)开始,一步步引导读者理解如何通过重复应用简单的变换来构建出惊人的分形结构,比如Sierpinski三角形和Koch雪花。当我亲手用Python代码实现这些算法,看到屏幕上自己生成的图形时,那种震撼是无与伦比的。书中的代码注释非常到位,让我能清楚地知道每一行代码的作用,而且作者还提供了很多关于如何优化算法、提高渲染效率的建议,这对于我这种想要进一步深入研究的读者来说,非常有价值。最让我印象深刻的是,作者不仅仅讲解了如何生成分形,还探讨了分形在自然界中的应用,比如海岸线的形状、树枝的生长模式、雪花的晶体结构等等,这让我意识到分形并非只是数学家的抽象概念,而是普遍存在于我们身边的自然规律。这本书不仅仅教授了编程技巧,更传递了一种观察世界、理解世界的新视角,让我对“简单”与“复杂”之间的关系有了全新的认识。

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这本书绝对是给我打开了一个全新的世界!我一直对数学的美感和它如何映射到现实世界中的复杂性着迷,而《分形算法与程序设计》这本书,简直就像是一把钥匙,让我得以窥探那些隐藏在看似杂乱无章的表面之下的深刻规律。我尤其喜欢作者在解释分形几何基本概念时所采用的循序渐进的方式,从简单的迭代过程到更复杂的集合,每一步都讲解得极其清晰,配合书中的插图,即使是对数学不太敏感的人,也能逐渐领悟到其中的奥妙。书中的算法部分更是令人激动,作者没有停留在理论层面,而是提供了大量的Python代码示例,这些代码不仅可直接运行,还能让你深入理解算法的实现细节。我尝试着修改了一些参数,观察分形图形的变化,那种创造的乐趣和成就感是难以言喻的。特别是书中关于 Mandelbrot 集合和 Julia 集合的绘制,代码简洁而高效,让我能够亲手生成那些令人惊叹的、充满无限细节的图像。这本书的阅读体验就像是一次探险,我仿佛置身于一个由数学公式构建的奇幻领域,每翻一页,都能发现新的惊喜和知识的宝藏。它不仅仅是一本技术书籍,更是一本艺术与科学交融的著作,让我对计算机图形学、自然模拟甚至宇宙的某些神秘现象都有了更深层次的理解。我强烈推荐给所有对数学、计算机科学以及艺术有浓厚兴趣的朋友们,这本书一定会让你受益匪浅,打开你的思维边界。

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我最近读完的《分形算法与程序设计》这本书,可以说是一次令人心潮澎湃的学习经历。作者在书中巧妙地将数学理论与实际编程技巧相结合,为我揭示了一个充满无限细节和自我相似性的数学世界。我特别喜欢书中对“混沌系统”的介绍,以及它如何与分形紧密联系。理解混沌的不可预测性,以及分形如何在这种不可预测性中展现出有序的美感,这对我来说是一个全新的认知。书中详细讲解了Lyapunov指数的概念,并提供了相应的计算方法,让我能够量化一个系统的混沌程度。当我用书中的代码去模拟一些简单的混沌系统,比如Logistic映射,然后观察其分形吸引子时,我感到一种前所未有的满足感。书中的程序设计部分,虽然侧重于Python,但其核心算法的逻辑是通用的,可以轻松移植到其他语言。作者在讲解算法时,总是会穿插一些相关的数学证明和几何解释,这使得我不仅能“知其然”,更能“知其所以然”。我印象深刻的是,书中对生成分形颜色的方法也做了详细的探讨,如何通过映射迭代次数到不同的颜色,来凸显分形的细节和结构,这一点非常实用,也让我的作品更加生动。这本书的价值远不止于教授编程,它更像是一本关于“生成”艺术的指南,让我能够用代码去创造出令人惊叹的视觉作品。

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《分形算法与程序设计》这本书,为我带来了前所未有的视觉和智力冲击。我一直以为计算机图形学只能生成写实的图像,但这本书让我见识到了用数学算法创造出“抽象的真实”。作者在书中对“L-系统”(L-systems)的讲解,让我印象深刻。通过简单的语法规则和迭代,就能生成出模拟植物生长的复杂结构,比如树木、蕨类植物等,这简直太神奇了!我迫不及待地尝试了书中的Python代码,修改了生成规则,观察不同规则下的“植物”形态,这让我体会到了“生成艺术”的魅力。我发现,即使是微小的规则变化,也可能导致最终形态的巨大差异,这让我对“系统性”和“涌现性”有了更深的理解。书中还探讨了分形在自然界中的普遍性,比如雪花的形成、山脉的纹理、血管的分布等等,这让我更加惊叹于大自然的神奇创造力,以及数学在其中扮演的关键角色。我特别喜欢书中关于“分形维度”的讨论,它提供了一种全新的视角来度量一个物体的复杂性,这对我理解一些高维度的概念非常有帮助。

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《分形算法与程序设计》这本书,无疑是打开我新世界的一扇门。我一直对那些看起来“自然”的、充满细节的图案感到好奇,比如云朵的边缘、树叶的脉络,而这本书则为我揭示了它们背后隐藏的数学奥秘。作者在书中对“迭代函数系统”(IFS)的讲解,是我认为本书中最精彩的部分之一。通过简单的线性变换的重复应用,就能生成出像Sierpinski三角形、Barnsley蕨这样极其复杂的图案,这种“以简驭繁”的智慧,让我叹为观止。我利用书中提供的Python代码,亲手生成了这些经典的分形,并且尝试着修改了变换矩阵,观察图形的变化,这过程就像是在玩一个充满惊喜的数学游戏。书中的插图非常精美,而且与文字讲解相辅相成,让我能够更直观地理解那些抽象的数学概念。我尤其喜欢书中关于“吸引子”的解释,理解混沌系统如何通过迭代收敛到一个特定的形状,这让我对“稳定”与“不稳定”的边界有了更深的认识。此外,作者在书中还探讨了分形在计算机图形学中的应用,比如地形生成和纹理映射,这让我看到了书本知识与实际工程之间的紧密联系。这本书让我体会到,即使是最简单的数学规则,也能在重复中产生出无限的可能性。

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我不得不说,《分形算法与程序设计》这本书,彻底颠覆了我对“程序”的认知。我之前一直认为程序就是解决问题的工具,但这本书让我看到了程序作为一种“创造”和“探索”的媒介。作者在书中对“混沌吸引子”的讲解,让我着迷。特别是对Lorenz吸引子和Rössler吸引子等经典混沌系统的数学模型和Python实现。当我运行代码,看到那些永不停歇、但又遵循一定规律的轨迹时,我仿佛看到了宇宙运转的某种缩影。书中的图解和算法解释都非常清晰,让我能够理解混沌系统中的“蝴蝶效应”是如何通过微小的初始条件变化,最终导致巨大的差异。我尝试着改变Lorenz吸引子方程中的一些参数,然后观察吸引子的形状变化,这个过程让我深刻体会到了“混沌”的精妙之处——它并非完全随机,而是存在着一种潜在的“秩序”。此外,书中还提到了分形在信号处理和数据压缩方面的应用,这让我看到了分形理论的实际价值,不仅仅是停留在理论层面。这本书让我看到了计算机程序能够创造出多么令人惊叹的视觉奇迹。

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《分形算法与程序设计》这本书,可以说是我近期阅读中最具启发性的一本书籍之一。它以一种非常独特的方式,将抽象的数学概念与实际的计算机程序设计联系起来,让我对“复杂性”有了全新的理解。我尤其赞赏作者在书中对“迭代”这个核心概念的反复强调和多角度阐释。从最简单的像素点的迭代计算,到复杂的混沌吸引子的生成,每一种分形都建立在一次又一次的重复操作之上,而正是这种简单的重复,却能孕育出无限的复杂和精妙。我尝试了书中关于分形树的代码,通过修改递归深度和分支角度,我能够生成各种形态各异的“树”,这让我深刻体会到“参数化设计”的魅力。书中对一些经典分形,例如Barnsley蕨和Cantor集,进行了细致的分析,不仅讲解了它们的数学定义,还提供了相应的Python代码,让我能够亲手体验它们的生成过程。我最喜欢的一章是关于“降维”的讨论,作者解释了为什么高维的分形在低维空间中也能展现出惊人的复杂性,这一点让我对数据压缩和特征提取有了新的思考。总的来说,这本书不仅仅是一本技术手册,更是一本关于“秩序与混沌”、“简单与复杂”之间辩证关系的哲学读物。

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《分形算法与程序设计》这本书,就像是开启了我通往“数学花园”的大门。我一直对那些自然界中看似杂乱无章的形态感到好奇,比如海岸线的蜿蜒曲折、云朵的边缘轮廓,而这本书则用数学语言和计算机程序,为我揭示了它们背后隐藏的深刻规律。作者在书中对“迭代函数系统”(IFS)的细致讲解,让我对“分形”的本质有了全新的认识。通过简单的几何变换的不断重复,就可以生成出无穷无尽的细节和自相似的结构,这种“化繁为简”的智慧,让我惊叹不已。我非常喜欢书中提供的Python代码示例,从基础的Sierpinski三角形到更复杂的Barnsley蕨,我能够亲手操作,修改参数,观察图形的变化,这比仅仅阅读理论知识要有趣得多。我尝试着调整IFS的变换矩阵,看到不同参数组合下生成出的各式各样的分形图案,这就像是在进行一场充满惊喜的“数学实验”。书中还深入探讨了分形在图像压缩和纹理生成方面的应用,这让我看到了分形算法在实际工程领域的巨大潜力。这本书不仅仅教授了编程技巧,更重要的是,它让我学会了如何用一种全新的视角去观察和理解这个复杂的世界。

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这本书,我真的可以说是爱不释手。《分形算法与程序设计》不仅仅是一本技术书籍,它更像是一本关于“数学之美”的百科全书。我一直认为数学是抽象的,但这本书让我看到了数学的具象化,尤其是那些如梦似幻的分形图案。作者在书中对“曼德勃罗集”(Mandelbrot Set)和“朱利亚集”(Julia Set)的讲解,是我阅读的重中之重。我花了大量时间去理解它们是如何通过复数迭代来生成的,以及为什么它们会展现出如此惊人的细节和复杂性。书中提供的Python代码,让我能够亲手去探索这些集合的奥秘,我尝试着调整复平面上的区域,放大和缩小,去发现那些隐藏在深处的“小副本”。这个过程让我感到非常着迷,仿佛在进行一场无限的数字探险。我特别欣赏作者在讲解算法时,会穿插一些历史背景和应用案例,例如分形在海岸线测量、股票市场分析等方面的应用,这让我认识到分形理论的广泛影响力和实用价值。这本书的语言风格非常生动,没有枯燥的学术术语堆砌,而是用一种引人入胜的方式来介绍复杂的概念。

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