🔶 Зростання Вороного
Кристалічні візерунки росту за нуклеацією Джонсона-Мела-Аврамі: зародки ростуть назовні у мозаїку типу Вороного (прямі межі для одночасної, криві для послідовної нуклеації) з трьома метриками відстані та релаксацією Ллойда.
Про цю симуляцію
Ця симуляція розміщує зародкові точки на полотні й вирощує їх назовні з постійною швидкістю, доки кожен піксель не належатиме тому зародку, який досяг його першим — той самий процес, що формує справжні кристалічні зерна й надає шуму Ворлі його клітинний вигляд. Перемикайтеся між одночасним зростанням (класична діаграма Вороного з прямими стінками комірок) і послідовною нуклеацією (Джонсон-Мел-Аврамі, де ранні зародки захоплюють більше території, а межі викривлюються в гіперболічні дуги), і спробуйте манхеттенську або чебишовську відстань, щоб деформувати комірки в ромби й квадрати.
🔬 Що показано
Кольорові комірки розширюються від зародкових точок, доки їхні межі, що ростуть, не зустрінуться й не заморозяться на місці. Прямі стінки означають, що всі зародки почали в один і той самий момент (Вороний); криві стінки означають, що зародки нуклеювалися в різний час, тож зерна, що почали раніше, захопили більше площі (Джонсон-Мел-Аврамі).
🎮 Як користуватись
Регулюйте кількість зародків, швидкість зростання, розсіювання зародків та кількість ітерацій релаксації Ллойда, перемикайте режим нуклеації, метрику відстані та колірну схему, натисніть «Нові зародки», щоб перегенерувати, «Зберегти PNG», щоб експортувати, або завантажте пресет (Класичний Вороний, Зерна Джонсона-Мела, Манхеттенські блоки, Органічний релаксований), щоб побачити оновлення комірок, покриття та довжини меж.
💡 Чи знали ви?
Багаторазове застосування релаксації Ллойда переміщує кожен зародок до центроїда власної комірки, що поступово перетворює випадкове, зубчасте замощення на гладкий, шестикутноподібний стільниковий візерунок, який трапляється в мильній піні, клітинах корка й упакованих колах.
Часті питання
Що таке діаграма Вороного?
Це розбиття простору на області, по одній на зародкову точку, де кожне місце належить найближчому зародку. Тут «найближчий» обчислюється шляхом симуляції всіх зародків, що ростуть назовні з однаковою швидкістю, починаючи в один і той самий час, тож межі — прямі лінії, рівновіддалені між сусідніми зародками.
Що таке зростання Джонсона-Мела-Аврамі?
Це модель того, як кристали насправді нуклеюються в реальних матеріалах: зерна з'являються у випадкові моменти часу, а не всі одразу, і кожне росте назовні з постійною швидкістю. Зерно, що нуклеюється раніше, вже захопило територію на момент появи пізнішого зерна, утворюючи криві (гіперболічні), а не прямі межі.
Що змінює метрика відстані?
Евклідова відстань дає звичайні круглі, прямоедгеві комірки Вороного. Манхеттенська (таксі) відстань дає ромбоподібні комірки з краями 45°, наслідуючи міську сітку, тоді як чебишовська відстань дає квадратні комірки, оскільки вимірює більше з горизонтального чи вертикального зміщень.
Що робить релаксація Ллойда?
Кожна ітерація переміщує кожен зародок до центроїда (центра мас) його поточної комірки, а потім перераховує діаграму. Повторення цього кілька разів вирівнює розміри комірок і тягне візерунок до регулярного, шестикутноподібного замощення замість зубчастого випадкового.
Чому зерна, що нуклеюються раніше, врешті стають більшими?
У послідовному режимі (Джонсон-Мел) зерно, що починає рости раніше, отримує фору в покритті території ще до того, як з'являться його сусіди, тож на момент завершення зростання воно, як правило, займає більше площі, ніж зерна, що нуклеювалися пізніше.