ФРАКТАЛЬНІ ПІДХОДИ У ТЕХНОЛОГІЯХ ЦИФРОВОЇ ВІЗУАЛІЗАЦІЇ ЧАСУ ПІД ЧАС 3D МОДЕЛЮВАННЯ АСТРОНОМІЧНОГО ОБЛАДНАННЯ
DOI:
https://doi.org/10.31110/2616-650X-vol13i7-011Ключові слова:
фрактальні підходи, цифрова візуалізація часу, 3D моделювання, сонячний годинникАнотація
На підставі теоретико-емпіричних досліджень визначено, що у контексті часу та його візуалізації фрактали допомагають відобразити складні, багаторівневі процеси, які повторюються у різних часових масштабах. У процесі 3D моделювання є можливість симулювати циклічні й самоподібні часові зміни (схід-захід, зміни сезонів), використовувати фрактальні алгоритми для генерації складних, але передбачуваних змін тіней і світла. Під час моделювання астрономічного обладнання (сонячні годинники, телескопи, планетарії тощо) фрактальні підходи допомагають розробити структури, які максимально точно розподіляють або спрямовують світло. У статті робиться акцент на 3D моделюванні в процесі виготовлення саморобного обладнання з астрономії, а саме сонячного годинника. Встановлено, що цифровий сонячний годинник це сучасна інтерпретація традиційного сонячного годинника, який, замість простого положення тіні, показує час у вигляді справжніх цифрових цифр, як на електронному дисплеї. Пропонується така послідовність 3D моделювання: створення набору координат для розташування кожної цифри відповідно до позиції Сонця у певний час; створення базового об'єму у вигляді нахиленої 3D-платформи; формування маленьких виступів або отворів (своєрідних 3D-пікселів), які або блокують, або пропускають світло; створення 3D-цифр, кожна з яких (0-9) розбивається на фрагменти (пікселі), які відкидатимуть правильну тінь у відповідний час; накладення всіх позицій у єдину модель; усунення зайвих виступів, що можуть давати неправильні тіні в інший час; моделювання шляху Сонця і перевірка, як проектуються цифри у різні години; експорт моделі у формат .stl для 3D-друку;
3D-друк. Встановлено, що інтеграція фрактального підходу у процес розробки астрономічного обладнання не лише розширює межі традиційної технічної думки, а й формує нову методологію цифрової візуалізації на основі математичної естетики. Подальші дослідження у цьому напрямку можуть полягати у створенні функціональних, візуально привабливих і освітньо значущих приладів, що поєднують точність, красу та наукову інноваційність.
Посилання
Грінченко В.Т., Маципура В.Т., Снарський А.О. Крок до таємниць нелінійного світу: хаос і фрактали: навч. посіб. Київ: ВПЦ "Київський університет". 2024. 416 с.
Коробова І.В. Компетентнісно орієнтована методична підготовка майбутніх учителів фізики на засадах індивідуального підходу: монографія. Херсон: ФОП Грінь Д.С., 2016. 366 с.
Шарко В.Д., Коробова І.В., Гончаренко Т.Л. Нові технології в шкільній і вузівській дидактиці фізики. Херсон: ФОП Грінь Д.С., 2015. 258 с.
Фещук Ю., Мислінчук В. Реалізація міжпредметних зв’язків технологій та природничих дисциплін із використанням 3D моделювання. Освіта. Інноватика. Практика, 2024. Том 12, № 2. С. 72-78. https://doi.org/10.31110/2616-650X-vol12i2-011
Benoit B. Mandelbrot The Fractal Geometry of Nature. – New York: W.H. Freeman and Company. 1983. 465 p. URL: https://lab.semi.ac.cn/library/upload/files/2019/1/412557940.pdf.
Daniel Voshart SUN CUBE (prototype). URL: https://voshart.com/SUN-CUBE-prototype
Digital Sundial. Mojoptix. 13.10.2015 p. URL: https://www.thingiverse.com/thing:1068443.
Falconer K.J. Digital Sundials, Paradoxical Sets, end Vitushkin`s Conjecture, The Mathematical Intelligencer, 1987. Vol. 9, №1, pp. 24-27.
Hans Scharstein, Werner Krotz-Vogel, Daniel Scharstein. Digital Sundial. PN: 5,590,093. Dec. 31, 1996. US005590093A. URL: https://patentimages.storage.googleapis.com/63/98/85/8843b9542f1b05/US5590093.pdf
Heck Andre, Perdang Jean M. Applying Fractals in Astronomy. Also Lecture Notes in Physics, IX, volume 3. Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York. 1991. 210 p.p.
Jose Gaite Fractal analysis of the large-scale stellar mass distribution in the Sloan Digital Sky Survey. Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, July 2018. pp. 2-17.
Jose Gaite Scale Symmetry in the Universe. MDPI. Symmetry. April 2020. Vol. 12(4). pp. 597-562.
Kenneth Falconer Fractal Geometry. Mathematical Foundations and Applications. 2014. John Wiley & Sons Ltd. pp. 366.
Michael F. Barnsley Fractals everywhere. – San Diego: Morgan Kaufmann al imprint of Elsevier. 1993. 567 p. URL: https://mate.dm.uba.ar/~umolter/materias/referencias/B.pdf.
Mojoptix. ep. #001: Digital Sundial. URL: http://www.mojoptix.com/fr/2015/10/12/ep-001-cadran-solaire-numerique.
Mordvinov A.V. A Fractal Structure of the Time Series of Global Indices of Solar Activity. Solar Physics, July 1998. Volume 181. pp. 221-235.
Paul H. Coleman, Luciano Pietronero The fractal structure of the universe. Physics Reports. May 1992. Volume 213. Issue 6. pp.311-389.
Robert L. Kellogg Digital Sundial. PN: 5,596,553. Jan. 21 1997. US005596553A. https://patentimages.storage.googleapis.com/8d/21/f5/b7dfd200562e9d/US5596553.pdf
Schroader, Manfired. Fractals, Chaos, Power Laws – Minutes from an Infiniti Paradise, W.H. Freeman and Company, New York, 1991. Pp. 181-183.
Stephen P. Hines, N. Jackson St., Glendale, Calif Solar clock with digital time display. PN: 4,782,472. Nov. 1, 1988. URL: https://docs.google.com/viewer?url=patentimages.storage.googleapis.com/pdfs/US4782472.pdf
Steve Hines First True Digital Sundial / North American Sundial Society. Published: 24 September 2014. URL: https://sundials.org/index.php/all-things-sundial/digital-sundials/178-first-true-digital-sundial
Stewart Ian What in Heaven is a Digital Sundial, Scientific American. August 1991. Pp. 104-106.
Watari Shinichi Fractal dimensions of solar activity. Solar Physics, May 1995. Volume 158, pp. 365-377.
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Володимир Мислінчук, Юрій Фещук

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
- Автори передають журналу право першої публікації свого рукопису на умовах ліцензії Creative Commons ("Із зазначенням авторства - Некомерційне використання") 4.0 Міжнародна (CC BY-NC 4.0), котра дозволяє іншим особам вільно використовувати (читати, копіювати і роздруковувати) представлені матеріали, здійснювати пошук та посилатись на опубліковані статті, поширювати їх повний текст з будь-якою законною некомерційною метою (у тому числі, з навчальною або науковою) та обов'язковим посиланням на авторів робіт і первинну публікацію у цьому журналі.
- Опубліковані оригінальні статті в подальшому не можуть використовуватись користувачами (окрім авторів) з комерційною метою або поширюватись сторонніми організаціями-посередниками на платній основі.


