FractalPark
이색보통

Circle Inversion

매 단계마다 가까움과 멂을 뒤바꾸는 역수 이차 사상이에요. 작은 값은 바깥으로 날아가고, 큰 값은 원점 쪽으로 돌아와요.

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동심원 고리와 중심 극 주위의 밝은 방사형 가시를 가진 Circle Inversion 프랙탈
Circle Inversion 매개변수 평면: 겹겹의 고리, 축 방향 가시, 원점의 극.

개요

Circle Inversion은 익숙한 이차 성장을 역수 이차 단계로 바꿔요. 1/z²을 취한 다음 c만큼 옮기는 거죠. 작은 맞바꿈처럼 보이지만, 그 행동은 전혀 작지 않아요.

보통의 다항식 반복에서는 궤도가 일정 크기 이상 자라면 계속 원점에서 멀어져요. 여기서는 그 논리가 뒤집혀요. 0에 가까운 값은 어마어마하게 커지고, 어마어마하게 큰 값은 0 근처로 돌아와요. 그러면 c가 그 맞바꿔진 값이 어디에 닿을지를 결정해요.

그림은 방사형이에요. 겹겹의 고리와 날카로운 축 방향 흔적이 보여요. 원점은 2차 극, 즉 사상이 정의되지 않는 점이고, 그 끌림은 매개변수 평면 전체에 미쳐요.

수학

Reciprocal quadratic iteration

z(n+1) = 1 / z(n)^2 + c

At each step, the map takes the reciprocal of z²—geometric inversion through the unit circle with a doubled angle—then shifts the result by the complex parameter c. That inversion gives the formula its name; it is classical circle inversion applied to z² rather than to z.

Try c = 0 and start at z₀ = 2. Then z₁ = 1/4 = 0.25, z₂ = 1/(0.0625) = 16, z₃ = 1/256 ≈ 0.0039. The orbit ricochets between large and small values rather than settling at a fixed point. For c = 0.5, start at z₀ = 1: z₁ = 1/1 + 0.5 = 1.5, z₂ = 1/2.25 + 0.5 ≈ 0.944, z₃ = 1/0.892 + 0.5 ≈ 1.62. This orbit oscillates without diverging, suggesting c = 0.5 belongs to the bounded set. Escape needs a different test from the quadratic case: a huge value may collapse on the next step, so the bailout must allow for this alternation.

역사

The map z → 1/z² + c sits near the broader rational family known as McMullen maps, z → zⁿ + λ/zⁿ. Curt McMullen introduced that family in the late 1980s, showing rational maps whose parameter spaces contain several kinds of hyperbolic components, including ones with Sierpiński-carpet Julia sets.

With n = 2, λ = 1, and a translation parameter c, this gives the Circle Inversion map. Its name comes from 1/z², which inverts the complex plane with respect to the unit circle and doubles the angle. Robert L. Devaney and others later studied the McMullen family, tracing how escape loci and Julia sets change with parameters. FractalPark renders exactly this map — the n = 2, λ = 1 case with c as the translation parameter.

시각적 특징

Concentric bands and radial spines run outward from the pole at the origin. The bands mark regions whose orbits stay bounded or escape at different rates, making nested rings like a target or the ripples from a dropped pebble.

Sharp axial structures form distinct spokes. They come from the inversion’s angular part: 1/z² doubles z’s angle, creating preferred directions where the dynamics line up. The reciprocal quadratic form gives this parameter plane a more rigid radial symmetry than most.

리믹스와 예제

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자주 묻는 질문

Why is the origin special?

The origin is a pole of order 2: 1/z² is undefined at z = 0 because division by zero creates a singularity. An orbit landing exactly there cannot continue; one passing nearby gets a very large next value. That is why the rendered image grows rings and spines around the origin.

How does FractalPark handle values near zero?

The renderer clips the denominator at a small epsilon value to prevent division by zero. The pole still leaves its rings and spines visible, while the calculation stays numerically stable. Its effect remains part of the rendered structure.

참고 자료

소스 해설

  1. frm-v1:decba7b7f3d2b3e121f53906a98d62d32743da89d72ea79c2aa1ebd5f5aa2e37:init/0

    circleInversion에서는 초기화 노드는 다음만 실행해요: ismand이면 z = 0, 아니면 z = pixel.

  2. frm-v1:decba7b7f3d2b3e121f53906a98d62d32743da89d72ea79c2aa1ebd5f5aa2e37:loop/0

    circleInversion에서는 이 반복 노드는 다음만 실행해요: z2 = z * z.

  3. frm-v1:decba7b7f3d2b3e121f53906a98d62d32743da89d72ea79c2aa1ebd5f5aa2e37:bailout

    circleInversion에서는 bailout 노드는 다음만 검사해요: |z| <= 256.

구문 특징

initialization-flow

circleInversion에서는 초기화 특징은 하나의 시작 연산 ismand이면 z = 0, 아니면 z = pixel에 초점을 맞춰요.

iteration-flow

circleInversion에서는 반복 특징은 하나의 대입 z2 = z * z에 초점을 맞춰요.

bailout-test

circleInversion에서는 종료 특징은 비교 |z| <= 256에 초점을 맞춰요.

매개변수 실험

단계

  1. circleInversion을 고정된 매개변수 평면 기준으로 렌더링하세요: 중심 (0, 0), 확대 0.25, 회전 0, 및 96회 반복.
  2. 반복 횟수만 바꾸고 기준은 고정한 채 48회로 한 번 렌더링한 뒤 96회 기준과 비교하세요.

관찰할 내용

circleInversion에서는 48회와 96회 반복의 비교에서 달라지는 점이 있는지 기록하고 소스 제한 |z| <= 256을 적으세요.

연습

circleInversion에서는 세 주석을 찾아 ismand이면 z = 0, 아니면 z = pixel, z2 = z * z, |z| <= 256을 설명하고 그리고 이웃 명령이 반복 주석에 속하지 않는 이유를 설명하세요.

완료 확인

circleInversion에서는 모든 3개 주석 키를 열거하고 z2 = z * z와 |z| <= 256의 역할을 정확히 설명하면 완료예요.

출처 및 권리

출처 정보는 영어 사실 단위에 있어요.

권리 정보는 영어 사실 단위에 있어요.

수식 레코드

circleInversion

이 FractalPark 표준 구현은 게시되어 실행할 수 있습니다.

circleInversion의 결정적 미리보기

표준 소스

언어
frm-like/1
표준 라이브러리
1
프로필 모드
parameter-plane
프로필 중심
0, 0
프로필 확대
0.25
프로필 반복 횟수
96
프로필 근거
family

매개변수

선언된 매개변수 없음

표준 소스

검증된 표준 리비전은 읽기 전용입니다. Remix는 별도의 편집 가능한 포크를 만듭니다.

표준 소스를 불러오는 중…

출처 및 현재 구현

수식 ID
6c1385a9-2d23-5816-90d1-2752905fc353
표준 이름
circleInversion
원래 이름
circleInversion
역사적 출처
FractalPark
현재 구현
프로젝트 소유

FractalPark 프로젝트 소유 구현입니다. 연결된 파일은 고정된 정식 Definition입니다.

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