R-функция негізінде үшөлшемді фрактал геометриясын модельдеу және сандық голография
DOI:
https://doi.org/10.26577/jpcsit4120266Ключові слова:
three-dimensional fractal geometry, R-functions, digital holography, Sierpinski tetrahedron, Iterated Function Systems (IFS), analytical modeling, convolutional neural networks (CNN), 3D reconstructionАнотація
Бұл мақала күрделі пішінді геометриялық объектілерді сандық модельдеу және олардың оптикалық қасиеттерін анықтау саласындағы заманауи зерттеулерге арналған. Қазіргі таңда фракталдық геометриясы бар үшөлшемді объектілерді шынайы түрде бейнелеу және оларды толық 3D форматта голографиялық реконструкциялау мәселесі өнеркәсіп, медицина, инженерия, сәулет, материалтану, виртуалды шындық (VR) және цифрлық өнер сияқты салалар үшін маңызды ғылыми және практикалық мәнге ие.
Фракталдық құрылымдар өзін-өзі ұқсастық, шексіз детальдану және жоғары кеңістіктік күрделілік сияқты бірқатар ерекше қасиеттерге ие, бұл оларды өсімдіктер, қан тамырлары, сүйек тіндері, кристалдық құрылымдар және беткей бедерлері сияқты табиғи объектілерді модельдеудің тиімді математикалық негізіне айналдырады. Сонымен қатар, классикалық әдістерді қолдану арқылы фракталдық пішіндерді геометриялық тұрғыда бейнелеу күрделі болып табылады, ал олардың математикалық модельденуі жоғары дәлдікті және формалды қатаң технологияларды талап етеді.
Қазіргі уақытта фракталдық объектілердің математикалық сипаттамасы көбінесе статистикалық, стохастикалық немесе итерациялық алгоритмдерге негізделеді. Алайда мұндай тәсілдер, әдетте, аналитикалық қатаңдықтың және тегістіктің жеткіліксіздігімен, шекаралардың бұлыңғырлығымен және кеңістіктік тұтастықтың болмауымен сипатталады. Осыған байланысты күрделі фракталдық пішіндерді қатаң аналитикалық өрнектерге негізделген модельдеу әдістерін, атап айтқанда R-функциялар аппаратын қолдану қажеттілігі туындайды.
Қосымша күрделі мәселе ретінде модельденген фракталдық объектілердің голографиялық бейнесін қалпына келтіру қарастырылады, бұл жоғары дәлдікті оптикалық модельдеуді талап етеді. Интерференция және дифракция процестеріне негізделген голографиялық технологияларды қолдану фракталдық объектілердің кеңістіктік және құрылымдық ерекшеліктерін цифрлық ортада дәл бейнелеуге мүмкіндік береді.





