JPH11149561A - Method and device for generating non-fractal scalar place - Google Patents

Method and device for generating non-fractal scalar place

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JPH11149561A
JPH11149561A JP31388397A JP31388397A JPH11149561A JP H11149561 A JPH11149561 A JP H11149561A JP 31388397 A JP31388397 A JP 31388397A JP 31388397 A JP31388397 A JP 31388397A JP H11149561 A JPH11149561 A JP H11149561A
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JP
Japan
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scalar
stage
grid point
value
fractal
Prior art date
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Application number
JP31388397A
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Japanese (ja)
Inventor
Naoki Kawai
直樹 河合
Takeshi Oshima
健 大嶋
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Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily generate a non-fractal scalar place having an optional characteristic by using a scalar value which is given as fluctuation width at the time of calculating the scalar value of a grid point which is defined by means of a middle point displacing method. SOLUTION: An operator inputs a numerical string consisting of the scalar value of fluctuation width by which one-dimensional scalar place having the desired characteristic is obtained from an input device. A controller 3 temporarily stores the inputted value in a memory part 4. When arithmetic execution is indicated, a grid point generating part 5 generates the grid point of a 0-th stage. When the scalar value of the 0-th stage grid point is decided, the grid point generating part 5 generates a first stage grid point secondly. A scalar value arithmetic part 7 fetches the value which is decided as the fluctuation width of the first stage grid point from the numerical string stored in the memory part 14, generates one random number in a random number generating part 6 so as to fetch the value and operates the scalar value as against the first stage grid point. This kind of processing is executed to the designated stage.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、所望の揺らぎ成分を持
った非フラクタルなスカラ場を生成する方法及びその装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for generating a non-fractal scalar field having a desired fluctuation component.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、コンピュータグラフィックス(C
G)の技術を利用し、原画像に対して種々の加工を施す
ことによってデザインを行ったりすることが広く行われ
ている。そして、原画像に対して所望の加工を施すため
の道具として、1/fk の揺らぎ成分を持ったn次元ス
カラ場が広く使用されている。
2. Description of the Related Art In recent years, computer graphics (C)
It is widely practiced to use the technique G) to perform design by performing various processings on an original image. An n-dimensional scalar field having a fluctuation component of 1 / f k is widely used as a tool for performing desired processing on an original image.

【0003】このような1/fk の揺らぎ成分を持った
n次元スカラ場はフラクタルと呼ばれ、フラクタルなn
次元スカラ場を生成する手法としては中点変位法が広く
用いられている。
An n-dimensional scalar field having such a 1 / f k fluctuation component is called a fractal, and a fractal n
The midpoint displacement method is widely used as a method for generating a dimensional scalar field.

【0004】以下、中点変位法によって、フラクタルな
1次元スカラ場(1次元フラクタル格子)を生成する方
法と、フラクタルな2次元スカラ場(2次元フラクタル
格子)を生成する方法について概略説明する。
Hereinafter, a method of generating a fractal one-dimensional scalar field (one-dimensional fractal lattice) and a method of generating a fractal two-dimensional scalar field (two-dimensional fractal lattice) by the midpoint displacement method will be described.

【0005】[1次元フラクタル格子]いま、図2に示
すように、1本の線上に所定の距離だけ離して2つの格
子点A,B(図では二重の円で示す)を定義し、これら
各格子点A,Bにそれぞれスカラ値a,bを定義する。
このように定義した2つの格子点A,Bは、初期段階
(以下、第0段階と呼ぶ)の格子点であり、スカラ値
a,bは、この2つの格子点A,Bに設定されたいわば
初期条件である。
[One-dimensional fractal grid] As shown in FIG. 2, two grid points A and B (indicated by a double circle in the figure) are defined on a single line at a predetermined distance from each other. Scalar values a and b are defined for these grid points A and B, respectively.
The two grid points A and B defined in this way are the grid points in the initial stage (hereinafter referred to as the 0th stage), and the scalar values a and b are set to these two grid points A and B. This is an initial condition.

【0006】次に、図3に示すように、2つの格子点
A,Bの中点に、第1段階の格子点Cを定義する。この
とき、この格子点Cに対しても、スカラ値cを定義する
ことになるが、このスカラ値cはスカラ値a,bに基づ
いて、所定の演算によって定義する。図3は、格子点C
のスカラ値cがまだ定まっていない状態を示している。
なお、ここでは、スカラ値が未定義の状態の格子点を一
重の円で示し、スカラ値が定義された状態の格子点を二
重の円で示すことにする。以下、同様である。
Next, as shown in FIG. 3, a first-stage grid point C is defined at the midpoint between the two grid points A and B. At this time, a scalar value c is also defined for the grid point C, and the scalar value c is defined by a predetermined operation based on the scalar values a and b. FIG. 3 shows a grid point C
Indicates a state in which the scalar value c has not been determined yet.
Here, the grid points in the state where the scalar value is undefined are indicated by single circles, and the grid points in the state where the scalar values are defined are indicated by double circles. Hereinafter, the same applies.

【0007】そして格子点Cのスカラ値cは、次の式 c=(a+b)/2+T・RND …(1) によって計算される。ここで、aおよびbは、格子点A
およびBについて定義されたスカラ値であり、Tは揺ら
ぎの最大半振幅値、RNDは、乱数である。この乱数と
しては、通常は−1≦RND≦+1なる範囲の乱数とな
される。
The scalar value c of the grid point C is calculated by the following equation: c = (a + b) / 2 + T · RND (1) Here, a and b are grid points A
And B are scalar values defined for T, T is the maximum half-amplitude value of fluctuation, and RND is a random number. This random number is normally a random number in the range of −1 ≦ RND ≦ + 1.

【0008】このように、スカラ値cの定義には、乱数
が用いられており、偶然の要素が左右することになる。
ただし、スカラ値cとしては、全くデタラメな値が定義
されるわけではなく、両隣の格子点A,Bのスカラ値
a,bと、最大半振幅値Tとによって制限を受けること
になる。すなわち、上述の式(1) に示されているよう
に、スカラ値a,bの平均値に、−T〜+Tの範囲内の
任意の値(乱数によって定まる)を加えた値が、スカラ
値cの値となる。したがって、最大半振幅値Tは、平均
値からずれる揺らぎの程度を制限するパラメータとな
る。
As described above, a random number is used for the definition of the scalar value c, which depends on an accidental element.
However, the scalar value c is not defined as a completely random value, but is limited by the scalar values a and b of the adjacent grid points A and B and the maximum half-amplitude value T. That is, as shown in the above equation (1), a value obtained by adding an arbitrary value (determined by a random number) in the range of −T to + T to the average value of the scalar values a and b is a scalar value. It becomes the value of c. Therefore, the maximum half-amplitude value T is a parameter that limits the degree of fluctuation that deviates from the average value.

【0009】こうして、第1段階の格子点Cについての
スカラ値cが定義できたら、続いて、図4に示すよう
に、格子点A,Cの中点および格子点C,Bの中点に、
それぞれ第2段階の格子点D,Eを定義する。そして、
これら格子点D,Eに対して、それぞれスカラ値d,e
を、 d=(a+c)/2+(1/2)・T・RND …(2) e=(c+b)/2+(1/2)・T・RND …(3) なる式によって計算する。ここで、上述したように、T
は揺らぎの最大半振幅値、RNDは乱数である。式
(2),(3)は、式(1)と非常に似ているが、最大半振幅値
Tに(1/2)なる係数がかかっている点は留意すべき
である。
After the scalar value c for the grid point C at the first stage has been defined in this way, subsequently, as shown in FIG. 4, the middle point of the grid points A and C and the middle point of the grid points C and B are set. ,
The grid points D and E of the second stage are defined respectively. And
For these grid points D and E, scalar values d and e respectively
D = (a + c) / 2 + (1/2) · T · RND (2) e = (c + b) / 2 + (1/2) · T · RND (3) Here, as described above, T
Is a maximum half-amplitude value of fluctuation, and RND is a random number. formula
(2) and (3) are very similar to equation (1), but it should be noted that the maximum half-amplitude value T is multiplied by (1/2).

【0010】続いて、第2段階までで定義された5つの
格子点A,D,C,E,Bのそれぞれ中点に、第3段階
の格子点を定義し、これらの格子点にもスカラ値を計算
して定義する。たとえば、格子点A,Dの中点として定
義された格子点F(図示せず)についてのスカラ値f
は、 f=(a+d)/2+(1/4)・T・RND …(4) なる式によって計算される。この式(4)では、最大半振
幅値Tに(1/4)なる係数が掛かっている。
Subsequently, a third-stage grid point is defined at each of the midpoints of the five grid points A, D, C, E, and B defined up to the second stage, and a scalar is also assigned to these grid points. Calculate and define values. For example, a scalar value f for a grid point F (not shown) defined as a midpoint between grid points A and D
Is calculated by the following formula: f = (a + d) / 2 + (1/4) · T · RND (4) In this equation (4), the maximum half amplitude value T is multiplied by a coefficient of (1/4).

【0011】以下、更に第4段階、第5段階、…、と同
じ操作を繰り返し実行していく。このような操作をn
(nは自然数)だけ繰り返し行っていけば、第0段階の
格子点A,Bの間に多数の格子点が定義され、これら各
格子点には所定のスカラ値が定義されることになる。な
お、第n段階の格子点についてのスカラ値sの計算方法
を一般式で示せば、 s=(α+β)/2+(1/2n-1)・T・RND …(5) となる。ここで、αおよびβは、その格子点の両隣の格
子点のスカラ値、即ち第(n−1)段階で定義された格
子点に対して計算されたスカラ値であり、上述したよう
に、Tは揺らぎの最大半振幅値、RNDは乱数である。
Hereinafter, the same operations as in the fourth, fifth,... Steps are repeatedly executed. Such an operation is performed by n
If (n is a natural number) iteratively, a number of grid points are defined between the grid points A and B in the 0th stage, and a predetermined scalar value is defined for each of these grid points. In addition, if the calculation method of the scalar value s for the grid point at the n-th stage is expressed by a general formula, s = (α + β) / 2 + (1/2 n−1 ) · T · RND (5) Here, α and β are the scalar values of the grid points on both sides of the grid point, that is, the scalar values calculated for the grid points defined in the (n-1) th step. T is the maximum half-amplitude value of the fluctuation, and RND is a random number.

【0012】このような方法によって、所定のスカラ値
をもった格子点を多数定義すると、これらの格子点は1
次元フラクタル格子を構成することになる。
When a number of grid points having a predetermined scalar value are defined by such a method, these grid points become 1
This constitutes a dimensional fractal lattice.

【0013】[2次元フラクタル格子]以上、単純な1
次元のフラクタル格子を中点変位法によって生成させる
方法を説明したが、次に、中点変位法による2次元フラ
クタル格子の生成方法について説明する。
[Two-dimensional fractal lattice]
The method of generating a two-dimensional fractal lattice by the midpoint displacement method has been described. Next, a method of generating a two-dimensional fractal lattice by the midpoint displacement method will be described.

【0014】2次元フラクタル格子を生成するには、第
0段階の格子点として、図5に示すように、正方形の4
頂点に格子点A,B,C,Dを配置し、それぞれスカラ
値a,b,c,dを定義する。ここで、この正方形のサ
イズは最終的に生成された2次元フラクタル格子のサイ
ズとなる。
In order to generate a two-dimensional fractal grid, as shown in FIG.
Grid points A, B, C, and D are arranged at vertices, and scalar values a, b, c, and d are defined, respectively. Here, the size of this square is the size of the finally generated two-dimensional fractal lattice.

【0015】次に、図6に示すように、格子点AB間、
BC間、CD間、DA間のそれぞれの中点に、第1段階
の格子点E,F,G,Hを定義するとともに、4つの格
子点ABCDの対角線の交点に、もうひとつの第1段階
の格子点Iを定義する。そして、これら5つの格子点に
ついて、それぞれスカラ値e,f,g,h,iを定義す
るが、これは次の式によって計算する。
Next, as shown in FIG. 6, between grid points AB,
The first stage grid points E, F, G, and H are defined at the middle points between BC, CD, and DA, and another first stage is formed at the intersection of the diagonal lines of the four grid points ABCD. Is defined. Then, scalar values e, f, g, h, and i are defined for these five grid points, respectively, which are calculated by the following equations.

【0016】 e=(a+b)/2+T・RND …(6) f=(b+c)/2+T・RND …(7) g=(c+d)/2+T・RND …(8) h=(d+a)/2+T・RND …(9) i=(a+b+c+d)/4+T・RND …(10) なお、1次元フラクタル格子の例と同様に、Tは揺らぎ
の最大半振幅値、RNDは乱数である。この乱数として
は、通常は−1≦RND≦+1なる範囲の乱数となされ
る。
E = (a + b) / 2 + T · RND (6) f = (b + c) / 2 + T · RND (7) g = (c + d) / 2 + T · RND (8) h = (d + a) / 2 + T · RND (9) i = (a + b + c + d) /4+T.RND (10) As in the example of the one-dimensional fractal lattice, T is the maximum half-amplitude value of fluctuation, and RND is a random number. This random number is normally a random number in the range of −1 ≦ RND ≦ + 1.

【0017】こうして、第1段階の格子点E,F,G,
H,Iについてのスカラ値e,f,g,h,iが定義で
きたら、続いて、図7に示すように、隣接する各格子点
の中点および4つの格子点の対角線の交点に、それぞれ
第2段階の格子点J,K,L,M,N,…を定義する。
なお、図7では図が繁雑になるのを避けるため、格子点
J,K,L,M,Nのみ格子点名を表示している。そし
て、これらの各格子点について、それぞれスカラ値j,
k,l,m,n,…を定義するが、これは次のような式
によって計算する。なお、ここではj〜nまでについて
の式のみを示す。
Thus, the first stage grid points E, F, G,
After the scalar values e, f, g, h, and i for H and I have been defined, subsequently, as shown in FIG. 7, at the midpoint of each adjacent grid point and the intersection of the diagonal lines of the four grid points, The grid points J, K, L, M, N,... Of the second stage are defined.
In FIG. 7, grid point names are displayed only for grid points J, K, L, M, and N in order to avoid complication. Then, for each of these grid points, a scalar value j,
k, l, m, n,... are calculated by the following equations. Here, only equations for j to n are shown.

【0018】 j=(a+e)/2+(1/2)・T・RND …(11) k=(e+i)/2+(1/2)・T・RND …(12) l=(i+h)/2+(1/2)・T・RND …(13) m=(h+a)/2+(1/2)・T・RND …(14) n=(a+e+i+h)/4+(1/2)・T・RND …(15) この第2段階の格子点のスカラ値を求める式では、前述
した1次元フラクタル格子の場合と同様に、最大半振幅
値Tに(1/2)なる係数が掛かっている。
J = (a + e) / 2 + (1/2) · T · RND (11) k = (e + i) / 2 + (1/2) · T · RND (12) l = (i + h) / 2 + (1/2) · T · RND (13) m = (h + a) / 2 + (1 /) · T · RND (14) n = (a + e + i + h) / 4 + (1/2) · T · RND (15) In the equation for obtaining the scalar value of the grid point at the second stage, the maximum half-amplitude value T is multiplied by a factor of (1/2), as in the case of the one-dimensional fractal grid described above.

【0019】以下、同様に、第3段階、第4段階、…、
第n段階の処理を繰り返し実行していけば、2次元平面
上に配列された多数の格子点について、スカラ値が定義
されることになる。
Hereinafter, similarly, the third stage, the fourth stage,.
By repeatedly executing the processing of the n-th stage, a scalar value is defined for a large number of grid points arranged on a two-dimensional plane.

【0020】以上の処理を、一般論として説明すると、
まず、第0段階において、所望のサイズの矩形のそれぞ
れ4隅位置に4つの格子点を定義し、各格子点にそれぞ
れ所定のスカラ値を定義する。そして、以下、第i段階
の処理として、次のような処理を順次実行すればよい。
すなわち、まず、第(i−1)段階までに定義された格
子点を内部に含まない現段階での最小矩形を認識する。
たとえば、i=1の第1段階の場合は、図5に示す矩形
ABCDが最小矩形(第0段階までに定義された格子点
A,B,C,Dを内部に含まない矩形)であり、i=2
の第2段階の場合は、図6に示す4つの矩形AEIH,
EBFI,HIGD,IFCGがそれぞれ最小矩形(第
1段階までに定義された格子点A〜Iをいずれも内部に
含まない矩形)である。
The above processing will be described in general terms.
First, in the 0th stage, four grid points are defined at four corner positions of a rectangle of a desired size, and a predetermined scalar value is defined at each grid point. Then, the following processes may be sequentially executed as the process at the i-th stage.
That is, first, the smallest rectangle at the current stage that does not include the lattice points defined up to the (i-1) th stage is recognized.
For example, in the case of the first stage where i = 1, the rectangle ABCD shown in FIG. 5 is the minimum rectangle (a rectangle that does not include the grid points A, B, C, and D defined up to the zeroth stage), i = 2
In the case of the second stage, four rectangles AEIH, shown in FIG.
EBFI, HIGHD, and IFCG are the minimum rectangles (rectangles that do not include any of the lattice points A to I defined up to the first stage).

【0021】そして、この最小矩形の各辺の中点および
この最小矩形の中心点に、第i段階に定義すべき格子点
を生成する。例えば、i=1の第1段階の場合は、図6
に示すように、最小矩形ABCDの各辺の中点E,F,
G,Hおよび中心点Iに、定義すべき格子点が生成され
ている。更に、これらの格子点のうち、各辺の中点に生
成した格子点については、その辺の端点に存在する第
(i−1)段階までに定義された2つの格子点のもつス
カラ値に乱数を作用させることによって得られるスカラ
値を与える。例えば、図6に示す格子点Eについては、
2つの格子点A,Bのもつスカラ値a,bに乱数RND
を作用させることによって得られたスカラー値eが与え
られている。一般に、第n段階において隣接する格子点
の中点として定義される格子点についてのスカラ値s1
の計算方法を式で示せば、 s1 =(α+β)/2+(1/2n-1)・T・RND …(16) となる。ここで、αおよびβは、その格子点の両隣の格
子点のスカラ値(第(n−1)段階で計算されている)
である。
Then, a grid point to be defined in the i-th stage is generated at the midpoint of each side of the minimum rectangle and the center point of the minimum rectangle. For example, in the case of the first stage where i = 1, FIG.
As shown in the figure, the middle points E, F,
Grid points to be defined are generated at G, H and the center point I. Further, among these lattice points, the lattice point generated at the midpoint of each side is represented by the scalar value of the two lattice points defined by the (i-1) th stage existing at the end point of the side. Gives a scalar value obtained by applying a random number. For example, for the grid point E shown in FIG.
The random numbers RND are added to the scalar values a and b of the two grid points A and B.
Is given as a scalar value e. In general, a scalar value s 1 for a grid point defined as the midpoint of adjacent grid points in the nth stage
S 1 = (α + β) / 2 + (1/2 n−1 ) · T · RND (16) Here, α and β are scalar values of grid points on both sides of the grid point (calculated in the (n-1) th step)
It is.

【0022】一方、最小矩形の中心点に生成した格子点
については、その最小矩形の4隅位置に存在する第(i
−1)段階までに定義された4つの格子点のもつスカラ
値に乱数を作用させることによって得られるスカラ値を
与える。たとえば、図2に示す格子点Iについては、4
つの格子点A,B,C,Dのもつスカラ値a,b,c,
dに乱数RNDを作用させることによって得られたスカ
ラ値iが与えられている。一般に、第n段階において最
小矩形の中心点として定義される格子点についてのスカ
ラ値s2の計算方法を式で示せば、 s2=(α+β+γ+δ)/4 +(1/2n-1)・T・RND …(17) となる。ここで、α,β,γ,δは、その最小矩形の4
つの隅にある格子点のスカラ値(第(n−1)段階で計
算されている)である。
On the other hand, with respect to the grid point generated at the center point of the minimum rectangle, the (i)
-1) A scalar value obtained by applying a random number to the scalar value of the four grid points defined up to the stage is given. For example, for grid point I shown in FIG.
Scalar values a, b, c, and
A scalar value i obtained by applying a random number RND to d is given. In general, the method of calculating the scalar value s2 for the grid point defined as the center point of the minimum rectangle in the n-th stage can be expressed by the following equation: s 2 = (α + β + γ + δ) / 4 + (1/2 n−1 ) · T RND: (17) Here, α, β, γ, and δ are 4
Is the scalar value of the grid point at one corner (calculated in the (n-1) th step).

【0023】このような方法によって生成された2次元
フラクタル格子は、結局、2次元平面的に広がったスカ
ラ場を与えるものになる。
The two-dimensional fractal lattice generated by such a method eventually gives a scalar field spread two-dimensionally.

【0024】以上、2次元フラクタル格子の生成方法を
説明したが、このような手法により、3次元、…、n次
元のフラクタル格子を生成できることが知られている。
その文献としては、例えば、岡田稔他「3次元ランダム
・フラクタルを利用した不均質材料のテクスチャ表現」
(情報処理学会論文誌 Nov.1987 Vol.29 No.11 第1146
頁以下)が著名である。
The method of generating a two-dimensional fractal lattice has been described above. It is known that a three-dimensional,..., N-dimensional fractal lattice can be generated by such a method.
For example, Minoru Okada et al. “Texture expression of heterogeneous materials using three-dimensional random fractals”
(Transactions of Information Processing Society of Japan Nov.1987 Vol.29 No.11 No.1146
Page below) are famous.

【0025】[0025]

【発明が解決しようとする課題】以上のような方法によ
って任意のn次元のフラクタルなスカラ場を生成でき、
そのようなスカラ場を原画像に作用させて加工を行うの
であるが、上述した中点変位法によって生成したフラク
タルなスカラ場は、その特性が全て同様であるのでバリ
エーションに欠けるものであった。即ち、中点変位法に
よって生成されたフラクタルなスカラ場の特性は概略図
8のイで示すように双曲線状の曲線となる。図8の横軸
は空間周波数f、縦軸は揺らぎのパワーを示している。
即ち、図8のイに示すものは、1/fn で表現されるフ
ラクタルなスカラ場の揺らぎパワースペクトルというこ
とができる。
According to the above method, an arbitrary n-dimensional fractal scalar field can be generated.
Such a scalar field is processed by acting on the original image. However, the fractal scalar field generated by the above-mentioned midpoint displacement method lacks variations because its characteristics are all the same. That is, the characteristic of the fractal scalar field generated by the midpoint displacement method is a hyperbolic curve as schematically shown in FIG. The horizontal axis in FIG. 8 indicates the spatial frequency f, and the vertical axis indicates the fluctuation power.
That is, what is shown in FIG. 8A can be called a fluctuation power spectrum of a fractal scalar field expressed by 1 / f n .

【0026】しかし、原画像に作用させるフラクタルな
スカラ場の特性がいつも図8のイで示すようであると、
加工して得られる画像の様子はいつも同じようなものに
なってしまう。
However, if the characteristics of the fractal scalar field acting on the original image are always as shown in FIG.
The state of the image obtained by processing is always the same.

【0027】そこで、揺らぎのパワースペクトルを図8
のロで示すように、空間周波数fの増加に伴って急速に
小さくなるようなものとしたり、あるいは図8のハで示
すように、ある空間周波数までは揺らぎのパワーを 0と
するようにできれば、スカラ場のバリエーションを増や
すことができる。図8のロ、ハに示すような特性を持つ
1/fn で表現できないスカラ場はフラクタルなスカラ
場とはいえないので、本明細書ではこれを非フラクタル
なスカラ場と称することにする。
The power spectrum of the fluctuation is shown in FIG.
As shown by (b), if the frequency becomes smaller rapidly as the spatial frequency f increases, or as shown by (c) in FIG. , The variation of the scalar field can be increased. A scalar field that cannot be represented by 1 / f n having the characteristics shown in FIGS. 8B and 8C in FIG. 8 cannot be said to be a fractal scalar field, and will be referred to as a non-fractal scalar field in this specification.

【0028】さて、このような非フラクタルなスカラ場
は通常の中点変位法では生成することはできないが、一
般に逆フーリエ変換法と称されている手法を用いれば任
意の特性を持つ非フラクタルなスカラ場を生成できるこ
とが知られている。即ち、まず任意のn次元空間上に所
望の特性となるような周波数分布を与え、それを逆フー
リエ変換してスカラ場を得るのである。
Now, such a non-fractal scalar field cannot be generated by the ordinary midpoint displacement method, but a non-fractal scalar field having an arbitrary characteristic can be obtained by using a method generally called an inverse Fourier transform method. It is known that scalar fields can be generated. That is, first, a frequency distribution having desired characteristics is given on an arbitrary n-dimensional space, and the obtained frequency distribution is subjected to inverse Fourier transform to obtain a scalar field.

【0029】しかし、逆フーリエ変換法は、上述したと
ころから明らかなように揺らぎ成分を任意に設定するこ
とはできるのであるが、多次元に拡張した場合にスカラ
場を生成するためのプログラムが非常に複雑になり、現
実的なものではない。
However, in the inverse Fourier transform method, the fluctuation component can be set arbitrarily, as is apparent from the above description. However, a program for generating a scalar field when multidimensionally expanded is very difficult. It is complicated and not realistic.

【0030】本発明は、上記の問題に鑑みてなされたも
ので、中点変位法を応用することによって、容易に、し
かも任意の特性を持つ非フラクタルなスカラ場を生成す
る方法及びそのための装置を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above problems, and a method and apparatus for easily generating a non-fractal scalar field having arbitrary characteristics by applying the midpoint displacement method. The purpose is to provide.

【0031】[0031]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1記載の非フラクタルなスカラ場の生成方
法は、所定の数の任意のスカラ値が与えられてなり、中
点変位法によって定義される格子点のスカラ値を計算す
る場合の揺らぎ幅として前記与えられたスカラ値を用い
ることを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for generating a non-fractal scalar field, comprising the steps of: providing a predetermined number of arbitrary scalar values; The above-mentioned given scalar value is used as a fluctuation width when calculating a scalar value of a grid point defined by a method.

【0032】また、請求項2記載の非フラクタルなスカ
ラ場の生成方法は、所望の特性曲線を表現する関数が与
えられてなり、中点変位法によって定義される格子点の
スカラ値を計算する場合の揺らぎ幅は当該関数に基づい
て定めることを特徴とする。
In the method for generating a non-fractal scalar field according to a second aspect, a function representing a desired characteristic curve is provided, and a scalar value of a grid point defined by a midpoint displacement method is calculated. The fluctuation width in the case is determined based on the function.

【0033】請求項3記載の非フラクタルなスカラ場の
生成装置は、入力手段と、中点変位法に基づいて格子点
を発生する格子点発生手段と、格子点発生手段によって
発生された格子点のスカラ値を計算する場合の揺らぎ幅
として、入力手段によって入力されたスカラ値を用いる
スカラ値演算手段とを備えることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an apparatus for generating a non-fractal scalar field, input means, grid point generating means for generating grid points based on a midpoint displacement method, and grid points generated by the grid point generating means. And a scalar value calculating unit that uses a scalar value input by the input unit as a fluctuation width when calculating the scalar value of (1).

【0034】請求項4記載の非フラクタルなスカラ場の
生成装置は、入力手段と、中点変位法に基づいて格子点
を発生する格子点発生手段と、格子点発生手段によって
発生された格子点のスカラ値を計算する場合の揺らぎ幅
を、入力手段によって入力された関数に基づいて求める
スカラ値演算手段とを備えることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an apparatus for generating a non-fractal scalar field, comprising: input means; grid point generating means for generating grid points based on a midpoint displacement method; and grid points generated by the grid point generating means. And a scalar value calculating means for calculating a fluctuation width in calculating the scalar value of the scalar value based on a function input by the input means.

【0035】[0035]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ実施の形
態について説明するが、まず、揺らぎ幅Zを定義してお
く。ここでは、中点変位法によって各格子点に与えるス
カラ値を決定する際に乱数が作用される係数を揺らぎ幅
Zとする。例えば、上述した(5) 式に示すように、中点
変位法によって1次元のフラクタルなスカラ場を生成す
るとき、第n段階の格子点のスカラ値sは s=(α+β)/2+(1/2n-1)・T・RND …(5) で与えられるが、ここで乱数RNDが作用される係数
「(1/2n-1)・T」を揺らぎ幅とするのである。従っ
て、本発明に係る非フラクタルなスカラ場の生成方法に
おいては、1次元の非フラクタルなスカラ場を生成する
とき、第n段階の格子点のスカラ値sは一般的に s=(α+β)/2+Z・RND …(18) と表されることになる。ここで、αおよびβは、第(n
−1)段階で定義された格子点に対して計算されたスカ
ラ値であることは当然である。2次元スカラ場について
も同様である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. First, a fluctuation width Z is defined. Here, a coefficient to which a random number is applied when determining a scalar value to be given to each grid point by the midpoint displacement method is defined as a fluctuation width Z. For example, as shown in the above equation (5), when generating a one-dimensional fractal scalar field by the midpoint displacement method, the scalar value s of the grid point at the n-th stage is s = (α + β) / 2 + (1 / 2 n-1) · T · RND ... (5) in it given, wherein a coefficient random RND is acting "(1/2 n-1) · T" is from the fluctuation width. Therefore, in the method for generating a non-fractal scalar field according to the present invention, when generating a one-dimensional non-fractal scalar field, the scalar value s of the grid point at the n-th stage is generally s = (α + β) / 2 + Z · RND (18) Here, α and β are (n
Naturally, it is a scalar value calculated for the grid point defined in step -1). The same applies to a two-dimensional scalar field.

【0036】さて、以下、本発明に係る非フラクタルな
スカラ場の生成方法によって、非フラクタルな1次元ス
カラ場を生成する方法と、非フラクタルな2次元スカラ
場を生成する方法の実施形態について説明する。
Now, an embodiment of a method for generating a non-fractal one-dimensional scalar field and a method for generating a non-fractal two-dimensional scalar field by the method for generating a non-fractal scalar field according to the present invention will be described. I do.

【0037】[1次元スカラ場の生成方法]まず、次の
ようなスカラ値からなる揺らぎ幅Zの数列を与える。 Z10,Z11,…,Z1m ,… …(19) ここで、各揺らぎ幅の値は任意に定めることができる。
そして、最初の二つZ10,Z11は第0段階で定義される
格子点に与えるスカラ値、Z13は第1段階で定義される
格子点を計算する際に用いる揺らぎ幅、Z14,Z15は第
2段階で定義される格子点を計算する際に用いる揺らぎ
幅、Z16〜Z19は第3段階で定義される格子点を計算す
る際に用いる揺らぎ幅である。従って、第n段階まで格
子点を定義するものとすると、(19)で示す数列のスカラ
値の個数Kは、 K=2+20+21+22+…+2n-1 …(20) となる。
[Generation Method of One-Dimensional Scalar Field] First, a sequence of fluctuation width Z consisting of the following scalar values is given. Z 10, Z 11, ..., Z 1m, ... ... (19) Here, the value of each fluctuation width can be arbitrarily determined.
The first two Z 10 and Z 11 are scalar values given to the grid points defined in the 0th stage, Z 13 is the fluctuation width used in calculating the grid points defined in the first stage, Z 14 , Z 15 is the fluctuation width used when calculating the grid points defined in the second stage, and Z 16 to Z 19 are the fluctuation widths used when calculating the grid points defined in the third stage. Therefore, assuming that grid points are defined up to the n-th stage, the number K of scalar values in the sequence represented by (19) is as follows: K = 2 + 2 0 +2 1 +2 2 +... +2 n-1 (20)

【0038】従って、第0段階で図2に示すように1本
の線上に所定の距離だけ離して2つの格子点A,Bを定
義したとすると、例えば格子点Aには上記数列の初項の
スカラ値Z10を与え、格子点Bには上記数列の第2項の
スカラ値Z11を与えるようにする。
Accordingly, assuming that two grid points A and B are defined on a single line at a predetermined distance from each other as shown in FIG. supply a scalar value Z 10 of the lattice point B so as to provide a scalar value Z 11 of the second term in the above sequence.

【0039】次に、第1段階として図3に示すように、
2つの格子点A,Bの中点に格子点Cを定義し、この格
子点Cに対してスカラ値cを計算することになるが、こ
の場合には揺らぎ幅として上記数列の第3項のスカラ値
12を与え、 c=(Z10+Z11)/2+Z12・RND …(21) によって計算する。ここでRNDは乱数である。乱数と
しては適宜な分布を有するものを用いればよい。
Next, as a first stage, as shown in FIG.
A grid point C is defined at the midpoint between the two grid points A and B, and a scalar value c is calculated for this grid point C. In this case, the fluctuation width is defined as supply a scalar value Z 12, calculated by c = (Z 10 + Z 11 ) / 2 + Z 12 · RND ... (21). Here, RND is a random number. A random number having an appropriate distribution may be used.

【0040】次に、第2段階として図4に示すように、
格子点A,Cの中点および格子点C,Bの中点に、それ
ぞれ第2段階の格子点D,Eを定義して、それぞれの格
子点D,Eに対するスカラ値を計算することになるが、
この場合には揺らぎ幅として上記数列の第4項、第5項
のスカラ値Z13,Z14を与え、 d=(Z10+c)/2+Z13・RND …(22) e=(c+Z11)/2+Z14・RND …(23) によって計算する。ここで、上述したようにRNDは乱
数である。
Next, as a second stage, as shown in FIG.
The grid points D and E in the second stage are defined at the midpoints of the lattice points A and C and the midpoints of the lattice points C and B, respectively, and the scalar value for each of the lattice points D and E is calculated. But,
Section 4 of the sequence as a fluctuation range in this case, gives a scalar value Z 13, Z 14 of Section 5, d = (Z 10 + c ) / 2 + Z 13 · RND ... (22) e = (c + Z 11) / 2 + Z 14 · RND is calculated by ... (23). Here, RND is a random number as described above.

【0041】以下、同様にして第3段階から第n段階ま
で計算を行っていけば、所望の特性を有する非フラクタ
ルな1次元スカラ場を生成することができる。なお、上
記数列の各項のスカラ値は所望の特性のスカラ場が得ら
れるような値となされることは当然である。
Hereinafter, if the calculations are similarly performed from the third stage to the n-th stage, a non-fractal one-dimensional scalar field having desired characteristics can be generated. It should be noted that the scalar value of each term in the above sequence is naturally a value that can obtain a scalar field having desired characteristics.

【0042】また、上述したところから明らかなよう
に、ある段階で複数の格子点が定義される場合には、上
記数列の中から当該段階で定義される格子点の数だけの
スカラ値が揺らぎ幅として用いられることになるが、そ
れらの各スカラ値をどの格子点に対応させるか、その順
序は予め任意に定めておけばよい。上述した例では図の
左側の格子点から順番に対応させるようにしている。
Further, as is apparent from the above description, when a plurality of grid points are defined at a certain stage, scalar values of the number of grid points defined at that stage fluctuate from the above sequence. Although it is used as the width, the order in which these scalar values correspond to which grid points may be arbitrarily determined in advance. In the example described above, correspondence is made in order from the grid point on the left side of the figure.

【0043】以上のように、従来用いられていた中点変
位法では第1段階以降に定義される格子点のスカラ値を
計算する場合の揺らぎ幅は最大半振幅値Tによって自動
的に決定されてしまうのに対して、この非フラクタルな
スカラ場の生成方法によれば、第1段階以降に定義され
る格子点のスカラ値を計算する場合の揺らぎ幅は任意に
定めることができるので、所望の特性を持つ非フラクタ
ルなスカラ場を生成することができるのである。
As described above, in the conventionally used midpoint displacement method, the fluctuation width when calculating the scalar value of the grid point defined after the first stage is automatically determined by the maximum half amplitude value T. In contrast, according to the method for generating a non-fractal scalar field, the fluctuation width when calculating the scalar value of the grid point defined after the first stage can be arbitrarily determined. A non-fractal scalar field with the following characteristics can be generated.

【0044】[2次元スカラ場の生成方法]以上、非フ
ラクタルな1次元スカラ場の生成方法を説明したが、次
に、本発明に係る非フラクタルなスカラ場の生成方法に
よる2次元スカラ場の生成方法の一実施形態について説
明する。
[Method of Generating a Two-Dimensional Scalar Field] The method of generating a non-fractal one-dimensional scalar field has been described above. Next, a method of generating a non-fractal scalar field according to the present invention will be described. An embodiment of the generation method will be described.

【0045】まず、上述した非フラクタルな1次元スカ
ラ場の生成方法と同様に、次のようなスカラ値からなる
揺らぎ幅Zの数列を与える。 Z20,Z21,…,Z2m,… …(24) ここで、各揺らぎ幅の値は任意に定めることができる。
この数列は、第0段階で定義される格子点に与えられる
スカラ値、第1段階で定義される格子点に与えるスカラ
値を計算する際に用いる揺らぎ幅となるスカラ値、…、
第n段階で定義される格子点に与えるスカラ値を計算す
る際に用いる揺らぎ幅となるスカラ値からなる数列であ
る。
First, similarly to the above-described method of generating a non-fractal one-dimensional scalar field, a sequence of fluctuation width Z consisting of the following scalar values is given. Z 20, Z 21, ..., Z 2m, ... ... (24) where the values of the fluctuation width may be arbitrarily determined.
This sequence is a scalar value given to a grid point defined in the 0th stage, a scalar value used as a fluctuation width used when calculating a scalar value given to a grid point defined in the first stage,.
This is a sequence of scalar values that are used as fluctuation widths when calculating scalar values given to grid points defined in the n-th stage.

【0046】従って、第0段階で図5に示すように正方
形の4頂点に格子点A,B,C,Dを定義したとする
と、例えば格子点Aには上記数列の初項のスカラ値Z20
を与え、格子点Bには上記数列の第2項のスカラ値Z21
を与え、格子点Cには上記数列の第3項のスカラ値Z22
を与え、格子点Dには上記数列の第4項のスカラ値Z23
を与えるようにする。
Therefore, assuming that grid points A, B, C, and D are defined at the four vertices of the square at the 0th stage as shown in FIG. 5, for example, the grid point A has the scalar value Z of the first term of the above-mentioned sequence. 20
At the lattice point B, the scalar value Z 21 of the second term of the above sequence
At the lattice point C, the scalar value Z 22 of the third term of the above sequence
At the lattice point D, the scalar value Z 23 of the fourth term in the above sequence
To give.

【0047】次に、第1段階として図6に示すように、
格子点AB間、BC間、CD間、DA間のそれぞれの中
点に格子点E,F,G,Hを定義するとともに、4つの
格子点ABCDの対角線の交点に、もうひとつの第1段
階の格子点Iを定義し、これらの格子点E〜Iに対して
スカラ値を計算することになるが、この場合には揺らぎ
幅として上記数列の第5項〜第9項のスカラ値を与え、
次の式によって計算する。
Next, as a first stage, as shown in FIG.
The grid points E, F, G, and H are defined at the middle points between the grid points AB, BC, CD, and DA, and another first step is performed at the intersection of the diagonal lines of the four grid points ABCD. Is defined, and a scalar value is calculated for these lattice points E to I. In this case, the scalar values of the fifth to ninth terms in the above sequence are given as the fluctuation width. ,
It is calculated by the following formula.

【0048】 e=(Z20+Z21)/2+Z24・RND …(25) f=(Z21+Z22)/2+Z25・RND …(26) g=(Z22+Z23)/2+Z26・RND …(27) h=(Z23+Z20)/2+Z27・RND …(28) i=(Z20+Z21+Z22+Z23)/4+Z28・RND …(29) ここで、RNDは乱数である。乱数としては適宜な分布
を有するものを用いればよい。
E = (Z 20 + Z 21 ) / 2 + Z 24 · RND (25) f = (Z 21 + Z 22 ) / 2 + Z 25 · RND (26) g = (Z 22 + Z 23 ) / 2 + Z 26 · RND ... (27) h = (Z 23 + Z 20) / 2 + Z 27 · RND ... (28) i = (Z 20 + Z 21 + Z 22 + Z 23) / 4 + Z 28 · RND ... (29) where, RND is a random number . A random number having an appropriate distribution may be used.

【0049】以下、同様にして第2段階から第n段階ま
で計算を行っていけば、所望の特性を有する非フラクタ
ルな2次元スカラ場を生成することができる。なお、上
記数列の各項のスカラ値は所望の特性のスカラ場が得ら
れるような値となされることは当然である。
Hereinafter, if the calculations are similarly performed from the second stage to the n-th stage, a non-fractal two-dimensional scalar field having desired characteristics can be generated. It should be noted that the scalar value of each term in the above sequence is naturally a value that can obtain a scalar field having desired characteristics.

【0050】また、上述したところから明らかなよう
に、ある段階で複数の格子点が定義される場合には、上
記数列の中から当該段階で定義される格子点の数だけの
スカラ値が揺らぎ幅として用いられることになるが、そ
れらの各スカラ値をどの格子点に対応させるか、その順
序は予め任意に定めておけばよい。
Further, as is apparent from the above description, when a plurality of grid points are defined at a certain stage, the scalar values of the number of grid points defined at the corresponding stage fluctuate from the above sequence. Although it is used as the width, the order in which these scalar values correspond to which grid points may be arbitrarily determined in advance.

【0051】以上のように、従来用いられていた中点変
位法では第1段階以降に定義される格子点のスカラ値を
計算する場合の揺らぎ幅は最大半振幅値Tによって自動
的に決定されてしまうのに対して、この非フラクタルな
スカラ場の生成方法によれば、第1段階以降に定義され
る各格子点のスカラ値を計算する場合の揺らぎ幅は任意
に定めることができるので、所望の特性を持つ非フラク
タルなスカラ場を生成することができるのである。
As described above, in the conventionally used midpoint displacement method, the fluctuation width when calculating the scalar value of the grid point defined after the first stage is automatically determined by the maximum half amplitude value T. In contrast, according to this non-fractal scalar field generation method, the fluctuation width when calculating the scalar value of each grid point defined after the first stage can be arbitrarily determined. A non-fractal scalar field with the desired properties can be generated.

【0052】例えば、第0段階で最初に定義される格子
点については適宜なスカラ値を与えるとして、第1段階
で定義される格子点に与えるスカラ値を計算する際に用
いる揺らぎ幅となるスカラ値としては任意の値αを与
え、第2段階で定義される格子点に与えるスカラ値を計
算する際に用いる揺らぎ幅となるスカラ値としてはα/
3を与え、第3段階で定義される格子点に与えるスカラ
値を計算する際に用いる揺らぎ幅となるスカラ値として
はα/nn を与えるというようにすると、図8のロで示
すように空間周波数の増加に伴って急速に揺らぎのパワ
ーが減少する特性のスカラ場を生成することができる。
For example, it is assumed that an appropriate scalar value is given to a grid point defined first in the 0th stage, and a scalar which is a fluctuation width used when calculating a scalar value given to a grid point defined in the 1st stage. An arbitrary value α is given as a value, and a scalar value which is a fluctuation width used when calculating a scalar value given to a grid point defined in the second stage is α /
3 gives, when a scalar value which is a fluctuation range used for calculating the scalar value given to the lattice point defined in the third step so as giving the alpha / n n, as shown by B in FIG. 8 It is possible to generate a scalar field having such a characteristic that the power of fluctuation rapidly decreases as the spatial frequency increases.

【0053】また、第1段階〜第i段階までで定義され
る格子点に与えるスカラ値を計算する際に用いる揺らぎ
幅は 0とし、第(i+1)段階以降で定義される格子点
に与えるスカラ値を計算する際に用いる揺らぎ幅として
0でない適宜な値を与えれば、図8のハで示すような特
性を持つスカラ場を生成することができる。
The fluctuation width used when calculating the scalar value given to the grid points defined in the first to i-th stages is set to 0, and the scalar value given to the grid points defined in the (i + 1) -th and subsequent stages is set. As the fluctuation width used when calculating the value
By giving an appropriate value other than 0, a scalar field having characteristics as shown by C in FIG. 8 can be generated.

【0054】[他の実施形態]以上、本発明に係る非フ
ラクタルなスカラ場の生成方法の実施形態について説明
したが、次にその他の実施形態について説明する。この
実施形態においては、まず所望の特性曲線、即ち揺らぎ
のパワースペクトルを空間周波数の関数として数式化し
て与える。そして、ある段階において定義される格子点
に与えるスカラ値を計算する際に用いる揺らぎ幅は、当
該段階に対応する空間周波数の値をこの関数に代入した
ときの関数値を用いるようにする。例えば、所望の特性
曲線が関数F(f)で与えられるものとし、ある段階に
対応する空間周波数がfi であるとすると、当該段階で
定義される格子点に与えるスカラ値を計算する際に用い
る揺らぎ幅はF(fi) とするのである。なお、この場
合に、第0段階で定義される格子点に対しては任意のス
カラ値を与えておけばよい。
[Other Embodiments] The embodiment of the method for generating a non-fractal scalar field according to the present invention has been described above. Next, another embodiment will be described. In this embodiment, a desired characteristic curve, that is, a power spectrum of fluctuation is first given as a mathematical expression as a function of a spatial frequency. Then, as a fluctuation width used in calculating a scalar value given to a grid point defined in a certain stage, a function value obtained when a value of a spatial frequency corresponding to the stage is substituted into this function is used. For example, assuming that a desired characteristic curve is given by a function F (f) and a spatial frequency corresponding to a certain stage is f i , when calculating a scalar value to be given to a grid point defined at that stage, The fluctuation width used is F (f i ). In this case, an arbitrary scalar value may be given to the grid point defined in the 0th stage.

【0055】この方法は、任意のn次元のスカラ場を生
成する場合に適用することができることは明らかであ
る。以上のようであるので、この方法によれば、所望の
特性曲線を与えれば、その特性曲線から各段階で定義さ
れる格子点に与えるスカラ値を計算する際に用いる揺ら
ぎ幅が自動的に求められることになる。
It is clear that this method can be applied to the case where an arbitrary n-dimensional scalar field is generated. As described above, according to this method, when a desired characteristic curve is given, a fluctuation width used when calculating a scalar value to be given to a grid point defined at each stage is automatically obtained from the characteristic curve. Will be done.

【0056】以上、本発明に係る非フラクタルなスカラ
場の生成方法の実施形態について説明したが、次に本発
明に係る非フラクタルなスカラ場を生成するための装置
の実施形態について図1を参照して説明する。図1にお
いて、1は入力装置、2は表示装置、3は制御装置、4
はメモリ部、5は格子点発生部、6は乱数発生部、7は
スカラ値演算部を示す。
The embodiment of the method for generating a non-fractal scalar field according to the present invention has been described above. Next, referring to FIG. 1 for an embodiment of an apparatus for generating a non-fractal scalar field according to the present invention. I will explain. In FIG. 1, 1 is an input device, 2 is a display device, 3 is a control device,
Denotes a memory unit, 5 denotes a grid point generation unit, 6 denotes a random number generation unit, and 7 denotes a scalar value calculation unit.

【0057】入力装置1はキーボード等で構成され、カ
ラーCRT等からなる表示装置2と共に対話型のマンマ
シンインターフェースを構成している。制御装置3は適
宜なプロセッシングユニットで構成されており、メモリ
部4、格子点発生部5、乱数発生部6、スカラ値演算部
7を備えている。
The input device 1 is composed of a keyboard or the like, and constitutes an interactive man-machine interface together with the display device 2 composed of a color CRT or the like. The control device 3 is composed of an appropriate processing unit, and includes a memory unit 4, a grid point generation unit 5, a random number generation unit 6, and a scalar value calculation unit 7.

【0058】次に動作について説明するが、ここでは理
解を容易にするために非フラクタルな1次元のスカラ場
を生成する場合について説明する。まず、(19)式で示さ
れるような数列が与えられ、その数列に基づいて各段階
における格子点のスカラ値を求める場合について説明す
る。
Next, the operation will be described. Here, a case where a non-fractal one-dimensional scalar field is generated will be described for easy understanding. First, a case will be described in which a sequence shown in Expression (19) is given, and a scalar value of a grid point at each stage is obtained based on the sequence.

【0059】この場合には、オペレータは、まず入力装
置1から生成する1次元スカラ場のサイズ、及び何段階
までの格子点について演算を行うかを設定し、更に所望
の特性を持つ1次元スカラ場が得られるような揺らぎ幅
のスカラ値からなる数列を入力して、スカラ場の生成の
実行を指示する。
In this case, the operator first sets the size of the one-dimensional scalar field generated from the input device 1, the number of grid points to be operated, and the one-dimensional scalar having desired characteristics. A sequence consisting of scalar values having a fluctuation width to obtain a field is input to instruct execution of a scalar field.

【0060】これらが入力されると、制御装置3は入力
装置1によって入力された値をメモリ部4の所定の領域
に一時的に記憶する。そして、演算の実行が指示される
と、まず、格子点発生部5は第0段階の格子点を発生す
る。第0段階の格子点が発生されると、スカラ値演算部
7が起動され、メモリ部4に記憶されている数列から初
項と第2項の値を取り込み、それぞれ第0段階の格子点
に割り当てる。
When these are input, the control device 3 temporarily stores the value input by the input device 1 in a predetermined area of the memory unit 4. Then, when the execution of the operation is instructed, first, the grid point generating unit 5 generates a grid point of the 0th stage. When the grid point of the 0th stage is generated, the scalar value calculation unit 7 is started, and the values of the first term and the second term are fetched from the sequence stored in the memory unit 4, and are respectively stored in the grid points of the 0th stage. assign.

【0061】このようにして第0段階の格子点のスカラ
値が決定されると、格子点発生部5は次に第1段階の格
子点を発生する。格子点発生部5が第1段階の格子点を
発生すると、スカラ値演算部7はメモリ部4に記憶され
ている数列の中から第1段階の格子点の揺らぎ幅として
定められている値を取り込むと共に、乱数発生部6に乱
数を1個発生させてその値を取り込み、上記の(21)式に
よって第1段階の格子点に対するスカラ値を演算する。
When the scalar value of the grid point at the 0th stage is determined in this way, the grid point generator 5 next generates the grid point at the first stage. When the grid point generator 5 generates the first-stage grid points, the scalar value calculator 7 calculates a value determined as the fluctuation width of the first-stage grid points from the sequence stored in the memory unit 4. At the same time, one random number is generated by the random number generator 6 and its value is captured, and the scalar value for the first-stage grid point is calculated by the above equation (21).

【0062】以上の処理を指定された段階まで行う。こ
れによって、所望の特性を持つ非フラクタルな1次元の
スカラ場を生成することができる。以上、非フラクタル
な1次元のスカラ場を生成する場合の動作について説明
したが、2次元以上の非フラクタルなスカラ場を生成す
る場合についても同様である。
The above processing is performed up to the designated stage. Thus, a non-fractal one-dimensional scalar field having desired characteristics can be generated. The operation in the case of generating a non-fractal one-dimensional scalar field has been described above, but the same applies to the case of generating a two-dimensional or more non-fractal scalar field.

【0063】次に、所望の特性曲線、即ち揺らぎのパワ
ースペクトルを空間周波数の関数として数式化して与え
られ、その関数に基づいて各段階における格子点のスカ
ラ値を求める場合の動作について説明する。ここでも、
理解を容易にするために非フラクタルな1次元のスカラ
場を生成する場合について説明する。
Next, a description will be given of the operation in the case where a desired characteristic curve, that is, a fluctuation power spectrum is given as a function of a spatial frequency and is given as a formula, and a scalar value of a grid point at each stage is obtained based on the function. even here,
A case where a non-fractal one-dimensional scalar field is generated for easy understanding will be described.

【0064】この場合には、オペレータは、まず入力装
置1から生成する1次元スカラ場のサイズ、及び何段階
までの格子点について演算を行うかを設定し、更に第0
段階で定義される格子点に対するスカラ値を入力すると
共に、所望の特性の1次元スカラ場を表す空間周波数の
関数を入力して、スカラ場の生成の実行を指示する。
In this case, the operator first sets the size of the one-dimensional scalar field generated from the input device 1, the number of grid points to be calculated, and the 0 th order.
A scalar value for a grid point defined in a step is input, and a function of a spatial frequency representing a one-dimensional scalar field having desired characteristics is input to instruct execution of a scalar field.

【0065】これらが入力されると、制御装置3は入力
装置1によって入力された値、及び関数をメモリ部4の
所定の領域に一時的に記憶する。そして、演算の実行が
指示されると、まず、格子点発生部5は第0段階の格子
点を発生する。第0段階の格子点が発生されると、スカ
ラ値演算部7が起動され、メモリ部4に記憶されている
第0段階のスカラ値を取り込んで第0段階の格子点に割
り当てる。
When these are input, the control device 3 temporarily stores the values and functions input by the input device 1 in a predetermined area of the memory unit 4. Then, when the execution of the operation is instructed, first, the grid point generating unit 5 generates a grid point of the 0th stage. When the grid point of the 0th stage is generated, the scalar value calculation unit 7 is started, and the scalar value of the 0th stage stored in the memory unit 4 is fetched and assigned to the grid point of the 0th stage.

【0066】このようにして第0段階の格子点のスカラ
値が決定されると、格子点発生部5は次に第1段階の格
子点を発生する。格子点発生部5が第1段階の格子点を
発生すると、スカラ値演算部7はメモリ部4に記憶され
ている関数を取り込んで当該関数に第1段階に対応する
空間周波数の値を代入してその関数値を求め、第1段階
の格子点の揺らぎ幅とすると共に、乱数発生部6に乱数
を1個発生させてその値を取り込み、上記の(21)式によ
って第1段階の格子点に対するスカラ値を演算する。
When the scalar value of the grid point at the 0th stage is determined in this way, the grid point generator 5 next generates the grid point at the first stage. When the grid point generator 5 generates the first-stage grid points, the scalar value calculator 7 takes in the function stored in the memory 4 and substitutes the value of the spatial frequency corresponding to the first stage into the function. The value of the function is obtained as the fluctuation width of the grid point at the first stage, and one random number is generated by the random number generator 6 and the value is taken in. Computes a scalar value for.

【0067】以上の処理を指定された段階まで行う。こ
れによって、所望の特性を持つ非フラクタルな1次元の
スカラ場を生成することができる。以上、非フラクタル
な1次元のスカラ場を生成する場合の動作について説明
したが、2次元以上の非フラクタルなスカラ場を生成す
る場合についても同様である。
The above processing is performed up to the designated stage. Thus, a non-fractal one-dimensional scalar field having desired characteristics can be generated. The operation in the case of generating a non-fractal one-dimensional scalar field has been described above, but the same applies to the case of generating a two-dimensional or more non-fractal scalar field.

【0068】以上のようであるので、この非フラクタル
なスカラ場の生成方法及び装置によれば、所望の揺らぎ
成分を持つn次元スカラ場を容易に生成することが可能
となる。
As described above, according to the method and apparatus for generating a nonfractal scalar field, it is possible to easily generate an n-dimensional scalar field having a desired fluctuation component.

【0069】以上、本発明に係る非フラクタルなスカラ
場の生成方法及び装置の実施形態について説明したが、
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々
の変形が可能である。例えば、本発明は、一般に相似比
√2タイプのスカラ場と称されているスカラ場を生成す
る場合にも適用できる。また、本出願人が先に特開平8
−16794号公報で提案したようなリピータブルなn
次元スカラ場を生成する場合にも適用することが可能で
ある。
The embodiments of the method and apparatus for generating a non-fractal scalar field according to the present invention have been described above.
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. For example, the present invention can be applied to a case where a scalar field generally called a scalar field having a similarity ratio of √2 is generated. In addition, the present applicant has disclosed in
Repeatable n as proposed in US Pat.
The present invention can be applied to the case where a dimensional scalar field is generated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る非フラクタルなスカラ場の生成装
置の一実施形態を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of an apparatus for generating a non-fractal scalar field according to the present invention.

【図2】中点変位法によって1次元フラクタル格子を発
生させる場合の第0段階の状態を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a state of a 0th stage when a one-dimensional fractal lattice is generated by a midpoint displacement method.

【図3】中点変位法によって1次元フラクタル格子を発
生させる場合の第1段階の状態を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a state of a first stage when a one-dimensional fractal lattice is generated by a midpoint displacement method.

【図4】中点変位法によって1次元フラクタル格子を発
生させる場合の第2段階の状態を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a state of a second stage when a one-dimensional fractal lattice is generated by a midpoint displacement method.

【図5】中点変位法によって2次元フラクタル格子を発
生させる場合の第0段階の状態を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a state of a 0th stage when a two-dimensional fractal lattice is generated by the midpoint displacement method.

【図6】中点変位法によって2次元フラクタル格子を発
生させる場合の第1段階の状態を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a state of a first stage when a two-dimensional fractal lattice is generated by a midpoint displacement method.

【図7】中点変位法によって2次元フラクタル格子を発
生させる場合の第2段階の状態を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a state of a second stage when a two-dimensional fractal lattice is generated by the midpoint displacement method.

【図8】中点変位法によって生成されたフラクタルなス
カラ場の特性を示すと共に、本発明の課題を説明するた
めの図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating characteristics of a fractal scalar field generated by a midpoint displacement method and illustrating an object of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…入力装置 2…表示装置 3…制御装置 4…メモリ部 5…格子点発生部 6…乱数発生部 7…スカラ値演算部 REFERENCE SIGNS LIST 1 input device 2 display device 3 control device 4 memory unit 5 lattice point generation unit 6 random number generation unit 7 scalar value calculation unit

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】所定の数の任意のスカラ値が与えられてな
り、中点変位法によって定義される格子点のスカラ値を
計算する場合の揺らぎ幅として前記与えられたスカラ値
を用いることを特徴とする非フラクタルなスカラ場の生
成方法。
1. A method according to claim 1, wherein a given number of arbitrary scalar values are given, and said given scalar value is used as a fluctuation width when calculating a scalar value of a grid point defined by a midpoint displacement method. Characteristic non-fractal scalar field generation method.
【請求項2】所望の特性曲線を表現する関数が与えられ
てなり、中点変位法によって定義される格子点のスカラ
値を計算する場合の揺らぎ幅は当該関数に基づいて定め
ることを特徴とする非フラクタルなスカラ場の生成方
法。
2. A function representing a desired characteristic curve is provided, and a fluctuation width in calculating a scalar value of a grid point defined by a midpoint displacement method is determined based on the function. To generate non-fractal scalar fields.
【請求項3】入力手段と、 中点変位法に基づいて格子点を発生する格子点発生手段
と、 格子点発生手段によって発生された格子点のスカラ値を
計算する場合の揺らぎ幅として、入力手段によって入力
されたスカラ値を用いるスカラ値演算手段とを備えるこ
とを特徴とする非フラクタルなスカラ場の生成装置。
3. An input means, a grid point generating means for generating grid points based on a midpoint displacement method, and an input as a fluctuation width when calculating a scalar value of a grid point generated by the grid point generating means. A non-fractal scalar field generation device, comprising: a scalar value calculation unit that uses a scalar value input by the unit.
【請求項4】入力手段と、 中点変位法に基づいて格子点を発生する格子点発生手段
と、 格子点発生手段によって発生された格子点のスカラ値を
計算する場合の揺らぎ幅を、入力手段によって入力され
た関数に基づいて求めるスカラ値演算手段とを備えるこ
とを特徴とする非フラクタルなスカラ場の生成装置。
4. An input means, a grid point generating means for generating grid points based on a midpoint displacement method, and a fluctuation width for calculating a scalar value of a grid point generated by the grid point generating means. A non-fractal scalar field generation device, comprising: a scalar value calculation unit that obtains a scalar value based on a function input by the unit.
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US11841822B2 (en) 2019-04-27 2023-12-12 Cambricon Technologies Corporation Limited Fractal calculating device and method, integrated circuit and board card

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111860805A (en) * 2019-04-27 2020-10-30 中科寒武纪科技股份有限公司 Fractal calculation device and method, integrated circuit and board card
CN111860805B (en) * 2019-04-27 2023-04-07 中科寒武纪科技股份有限公司 Fractal calculation device and method, integrated circuit and board card
US11841822B2 (en) 2019-04-27 2023-12-12 Cambricon Technologies Corporation Limited Fractal calculating device and method, integrated circuit and board card
US12026606B2 (en) 2019-04-27 2024-07-02 Cambricon Technologies Corporation Limited Fractal calculating device and method, integrated circuit and board card
US12093811B2 (en) 2019-04-27 2024-09-17 Cambricon Technologies Corporation Limited Fractal calculating device and method, integrated circuit and board card

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