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引子
继阿基米德螺线之后,发现等角螺线。
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简介
等角螺线又称为黄金螺线或对数螺线,1638 年 Descartes 发现了等角螺线,起初 Jakob Bernoulli 钻研发现了等角螺线自再造的个性,Jakob Bernoulli 对螺线十分着迷,以至于他要求刻在本人的墓碑上,并附词“eadem mutata resurgo”(“纵使扭转,依然故我”)。最初,Torricelli 独立实现了这项工作,并找到了曲线的长度。
等角螺线名称的由来,因为其个性:在螺线上任取一点 A,该点与极坐标极点相连造成的直线,与该点的切线造成的夹角为定值。
在极坐标系中公式形容:
公式阐明:
- r:与原点的间隔。
- a:常数。
- b:常数。
- e:常数。
- θ:与 x 轴的角度。
天然景象有:
- 鹦鹉螺的贝壳像等角螺线。
- 菊的种子排列成等角螺线。
- 昆虫以等角螺线的形式靠近光源。
- 旋涡星系的旋臂差不多是等角螺线。
- 低气压 (寒带气旋、温带气旋等) 的外观像等角螺线
绘制
用 canvas 绘制曲线,canvas 的坐标系是笛卡尔坐标系,须要做一个转换。
由下面的图可知取一个点有上面的数学转换关系:
x = rcos(θ)
y = rsin(θ)
θ = arctan(y/x)
联合极坐标系的公式可得:
这是示例,绘制次要逻辑代码:
function draw() {
let a = 0.1, b = 0.3, angle = 0;
let x = 0, y = 0, points = [];
const acceleration = 0.1, circleNum = 4;
// 留神这里角度的递增,以 2 * Math.PI 为基准进行比拟,管制画多少圈
while (angle <= circleNum * 2 * Math.PI) {const anglePow = Math.pow(Math.E, b * angle);
x = a * anglePow * Math.cos(angle);
y = a * anglePow * Math.sin(angle);
points.push([x, y]);
angle = angle + acceleration;
}
// 实现把点绘制成线的办法
line({points: points});
}
参考资料
- Golden spiral Wiki
- Logarithmic Spiral
- Equiangular Spiral
- 等角螺线
正文完
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2021-10-25