home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ OS/2 Shareware BBS: 10 Tools / 10-Tools.zip / netdor3.zip / DISK_12 / IMAGE11.ZIP / HELP / FGLOBE.HLP (.txt) < prev    next >
OS/2 Help File  |  1993-08-20  |  62KB  |  301 lines

  1.  
  2. ΓòÉΓòÉΓòÉ 1. Fractal Globe ΓòÉΓòÉΓòÉ
  3.  
  4. Welcome to the Fractal Globe information and help window.  For some general 
  5. information about Fractal Globe, select one of the following topics.  If you 
  6. just want to find out how to get it to do that neat thing where it spins 
  7. around, take a look at the Options Window help. 
  8.  
  9. What is Fractal Globe? 
  10.  
  11. Why did I do it? 
  12.  
  13. What is a Fractal? 
  14.  
  15. How does it work? 
  16.  
  17. Where theory meets reality. 
  18.  
  19. Disclaimer 
  20.  
  21. This program is not guaranteed to work or be bug free, so if it hangs your 
  22. machine, it's not my fault.  The information in this help file are miscellanous 
  23. ramblings of a Computer Scientist who was bored one day.  I am not a 
  24. mathematician, and my thoughts on the definition and implications of fractals 
  25. may be inaccurate. 
  26.  
  27. Jay Crowley 
  28.  
  29.  
  30. ΓòÉΓòÉΓòÉ 1.1. What is Fractal Globe? ΓòÉΓòÉΓòÉ
  31.  
  32. Fractal Globe generates a sphere using an algorithm that follows the principles 
  33. of fractal geometry.  The algorithm begins with a perfect sphere and alters the 
  34. distance between various points on the sphere and the center to give the 
  35. (imaginary) perception of height.  Then the height is mapped into various 
  36. colors, coincidentally enough, to give the sphere a very earth like appearance. 
  37. Once the sphere is completely mapped out it is drawn on the screen for all to 
  38. see. 
  39.  
  40.  
  41. ΓòÉΓòÉΓòÉ 1.2. Why did I do it? ΓòÉΓòÉΓòÉ
  42.  
  43. There are several reasons that I wrote this program.  For several days after 
  44. work, I read Chaos, by James Gleick.  A very good book that I highly recommend. 
  45. This book got me thinking about fractals for a few days, and I kicked some 
  46. interesting ideas around for a while.  A few days later, as I stared at my 
  47. computer sitting on my desk, it ran a screen-saver that drew a landscape that 
  48. appeared to be based on fractals.  I came up with the idea to write a fractal 
  49. sphere.  I thought about it for a few days, and realized that I had never seen 
  50. any one else with such a program, and I wondered why.  Was it impossible or 
  51. just really hard?  As additional motivation, I thought it would be really neat 
  52. to watch.  (I think I was right about that.) 
  53.  
  54. After a bit of head scratching, a couple of practice attempts, and a lot of 
  55. algebra with pencil and paper, I managed to get it to work.  After a little 
  56. polish and a few suggestions from friends, the idea was put to rest in a 
  57. totally useless but quite interesting graphical display. 
  58.  
  59.  
  60. ΓòÉΓòÉΓòÉ 1.3. What is a Fractal? ΓòÉΓòÉΓòÉ
  61.  
  62. Fractals were invented (discovered?) by your friend and mine, Benoit 
  63. Mendelbrot, at IBM's T.J. Watson Research Center in Yorktown, NY.  The strict 
  64. definition of fractal, is fractional dimension, and is intended as a 
  65. measurement of an objects complexity.  Fractals are useful for explaining 
  66. objects that traditional Euclidean geometry can't.  An excelent example is the 
  67. Koch curve.  This interesting little shape is created by starting with a 
  68. triangle: 
  69.  
  70. Then, on each edge, place a triangle with edges one third the length of the 
  71. edge it's attached to: 
  72.  
  73. Then on each edge of the new shape: 
  74.  
  75. And then do it again, and again, and again... 
  76.  
  77. The shape has some interesting properties.  It has a finite area; you can place 
  78. an enclosing circle around it, but it has an infinitly long perimeter. 
  79.  
  80. Like all fractals, this shape has the property that at various magnifications, 
  81. it has the same look and feel.  It has the same features and complexity at any 
  82. magnification.  As parts are magnified, they look pretty much the same as the 
  83. shape at normal size: 
  84.  
  85. Traditional geometry is incapable of describing this shape, but in fractal 
  86. geometry, this shape can be measured. 
  87.  
  88. Fractal geometry is excellent for describing things that happen in nature. 
  89. Clouds, for example, have a fractal quality.  When you view a large cloud from 
  90. a long distance, and compare it to a smaller cloud that is closer, you have a 
  91. very difficult time telling the difference.  They have the same organization, 
  92. and complexity at any size and magnification. 
  93.  
  94. There are many other examples found in nature, such as the structure of blood 
  95. vesels, and the lungs in the human body; the turbulance pattern caused by a 
  96. fluid moving around a solid object; and, of course, landscapes. 
  97.  
  98.  
  99. ΓòÉΓòÉΓòÉ 1.4. How does it work? ΓòÉΓòÉΓòÉ
  100.  
  101. The Fractal Globe algorithm is based on an algorithm for making a triangular 
  102. shaped landscape.  Given a starting equilateral triangle, each of the triangles 
  103. corners are randomly moved up or down from a zero height. There is an arbitrary 
  104. range that the corners are bound by: 
  105.  
  106. The midpoints of each of the edges of the triangle are found, connected to form 
  107. four smaller triangles, and are moved up or down from their current position a 
  108. random amount, bounded by the same arbitrary range divided by two: 
  109.  
  110. Each of the new line segments is cut in half, and each point moved up or down, 
  111. within the range which is cut in half again: 
  112.  
  113. This continues on and on and on... until you have a nice landscape: 
  114.  
  115. Transforming a bunch of triangles into a sphere shape requires a little 
  116. trickery.  Notice how each of the interior points on the landscape above has 
  117. exactly six lines attached; six surrounding triangles.  Ideally the sphere 
  118. would start out as a solid three dimentional sphere with several equilateral 
  119. triangles drawn on it, and each point where they meet would have six adjacent 
  120. triangles.  Then, the landscape algorithm could be run against each of the base 
  121. triangles, to result in a beautiful three dimensional sphere, made entirely of 
  122. identically sized and shaped, infinitely small triangles. 
  123.  
  124.  
  125. ΓòÉΓòÉΓòÉ 1.5. Where theory meets reality. ΓòÉΓòÉΓòÉ
  126.  
  127. Unfortunately, it is impossible to make a sphere consisting of a finite number 
  128. of equilateral triangles.  (At least it's really hard to imagine.)  So the next 
  129. best thing was selected:  A dodecahedron!  A dodecahedron is a solid three 
  130. dimentional shape with twenty sides, each of which is an equilateral triangle, 
  131. but at each corner, there are only five adjacent triangles.  Each of the 
  132. triangles edges are then curved outward, to make a sphere with a bunch of 
  133. almost equilatiral triangles drawn on it.  Each triangle has 72 degree angles 
  134. at the corners instead of 60; a small innacuracy that is almost invisible. The 
  135. landscape algorithm is run on each of the twenty triangles to reveal a 
  136. beautiful three dimensional sphere made entirely of almost identically sized 
  137. and shaped, infinitely small triangles. 
  138.  
  139. In theory, this algorithm would create a truly (almost) fractal shape. 
  140. Unfortunately, in reality, most computers have a finite amount of memory and 
  141. processing power.  (I wonder when those infinite power computers will come.) 
  142. This makes it really hard to let the algorithm run forever on smaller and 
  143. smaller triangles.  Instead a limit is set, and the base triangles of the 
  144. dodecahedron are subdivided only a small number of times. 
  145.  
  146. Once the sphere is generated in computer memory, it is drawn on the screen. The 
  147. actual drawing is a lot less complicated than one would think.  As the fractal 
  148. algorithm determines a position of each point on the sphere, it calculates the 
  149. coordinates in three dimensional space, giving each point an x, y, and z 
  150. coordinate.  To draw that on the screen, the z coordinate is only used to 
  151. determine which triangles are on the front of the sphere, and then the x and y 
  152. coordinates are plotted directly on the screen in pixel coordinates. 
  153.  
  154. To get the sphere to appear to rotate, the x, y, z coordinates are rotated with 
  155. a simple algebraic equation, and drawn the same way onto a bunch of images in 
  156. the computers memory.  Each of the images is quickly trasfered from the image 
  157. in memory to the video memory of your screen. 
  158.  
  159. It's the brain inside your head that fools you into thinking the image is three 
  160. dimensional. 
  161.  
  162.  
  163. ΓòÉΓòÉΓòÉ 2. The Options Window ΓòÉΓòÉΓòÉ
  164.  
  165. The Options Window allows you to set various options about how the globe is 
  166. generated and displayed.  To get to the options window, select the Options... 
  167. menu item in the File menu. 
  168.  
  169. The window is divided up into several sections.  For infomation about any of 
  170. the individual sections, select one from the list: 
  171.  
  172. Globe Detail 
  173.  
  174. Generate New Globe... 
  175.  
  176. Map Insets 
  177.  
  178. Rotation 
  179.  
  180. Apporiximate Memory Requirements 
  181.  
  182. Once you have selected the options you would like to see, press the OK Button. 
  183. If the options you have selected take more than 5MB of memory, you will get a 
  184. warning box telling you so.  See Approximate Memory Requirements for more 
  185. information. 
  186.  
  187. If you have changed the options beyond all recognition, and you want to forget 
  188. it, press the Cancel Button. 
  189.  
  190. If you need help, press the Help Button, but you probably already knew that. 
  191.  
  192.  
  193. ΓòÉΓòÉΓòÉ 2.1. Globe Detail ΓòÉΓòÉΓòÉ
  194.  
  195. The Globe Detail section determines how detailed the globe should be when it is 
  196. drawn. 
  197.  
  198. The Recursion depth value, is the number of times the large triangles of the 
  199. dodecahedron are subdivided.  (If you don't understand that and want to, take a 
  200. look at How does it work? and Where theory meets reality..)  The recursion 
  201. depth determines the total number of triangles that make up the globe.  The 
  202. higher the depth, the more triangles that are used, and the more detailed the 
  203. globe looks on the screen.  The total number of triangles is calculated and 
  204. displayed in the Number of triangles field for your edification. 
  205.  
  206. Warning: As the recursion depth increases, the total number of triangles, the 
  207. total memory required and the total time required increase geometrically. When 
  208. you add one to the recursion depth, the amount of memory and time required to 
  209. generate the globe increases by a factor of four.  The recursion depth allows 
  210. you to specify a depth of up to 10, but most machines will only be able to 
  211. handle a recursion depth of up to 7.  Pay attention to the Approximate Memory 
  212. Requirements as you change the recursion depth. 
  213.  
  214.  
  215. ΓòÉΓòÉΓòÉ 2.2. Generate New Globe... ΓòÉΓòÉΓòÉ
  216.  
  217. The Generate New Globe... section determines how often a new globe should be 
  218. generated and displayed. 
  219.  
  220. If you select Only once, only one globe will be generated and displayed, until 
  221. you change the options. 
  222.  
  223. If you select Every mouse click (left button), a globe will be generated each 
  224. time you click on the Fractal Globe window with the left mouse button. 
  225.  
  226. If you select Every xxx Seconds., a new globe will be generated after the 
  227. number of seconds you specify has ellapsed.  The countdown begins after a globe 
  228. is generated and drawn completely.  If you have rotation on, the countdown 
  229. begins after all frames have been drawn, and before the animation has started. 
  230.  
  231.  
  232. ΓòÉΓòÉΓòÉ 2.3. Map Insets ΓòÉΓòÉΓòÉ
  233.  
  234. The Map Insets section lets you view the north and south poles of a globe. 
  235. (Assume that the axis of the globe is verticle.  The north pole view will be 
  236. what you would see if you rotated the top of the globe towards you.  The south 
  237. pole view would be the view if you rotated the bottom towards you.) 
  238.  
  239. Check or uncheck the appropriate check boxes if you want to see the north or 
  240. south pole.  The size of the north pole and south pole view is calculated as a 
  241. percentage of the globe size, which you can change. 
  242.  
  243.  
  244. ΓòÉΓòÉΓòÉ 2.4. Rotation ΓòÉΓòÉΓòÉ
  245.  
  246. The Rotation section lets you turn on the globe rotation animation, and to 
  247. specify various parameters to control how the animation looks. 
  248.  
  249. If you want rotation animation, check the Rotate the globe check box. 
  250.  
  251. The number of frames lets you specify how many pictures make up the animation. 
  252. The animation works by drawing a bunch of pictures of the globe, called frames, 
  253. in computer memory.  The frames are then transferred to the screen very 
  254. quickly, very much like a cartoon or movie, to give the illusion of movement. 
  255. The more frames you have, the smoother the motion will be.  The Number of 
  256. degrees that the globe will rotate between frames is calculated for you to give 
  257. you an idea of how smooth the motion will be.  It can take a while for the 
  258. frames to be drawn, so the manu bar of the Fractal Globe window will tell you 
  259. what frame number is in progress, to give you an idea of how long you have to 
  260. wait for the animation to start. 
  261.  
  262. The Take xxx seconds per revolution lets you set how fast the globe should 
  263. rotate.  Fractal Globe will calculate how long it should wait before putting up 
  264. the next frame of the animation so that the globe will make exactly one 
  265. complete rotation in the number of seconds you specify.  This number is only an 
  266. approximation; the accuracy depends on how fast your machine is, and how loaded 
  267. the processor.  If your machine is doing other things the animation will slow 
  268. noticeably.  A rotation time of 0 seconds tells Fractal Globe to rotate the 
  269. globe as fast as your machine is capable of. 
  270.  
  271. If Draw off screen only is checked, each frame of the animation will be drawn 
  272. out of view, into computer memory.  While the frames are drawn, the Fractal 
  273. Globe window will remain black.  If you would like to see the frames of the 
  274. animation as they are drawn, uncheck this check box, and each frame will be 
  275. drawn in the Fractal Globe window.  It takes about twice as long for the frames 
  276. to be drawn on screen, as off. 
  277.  
  278. Warning: The rotation animation takes a lot of memory.  A chunck of memory is 
  279. used for each frame to hold the picture.  The amount of memory required depends 
  280. on the number of frames, and the size of the window.  The more frames you have 
  281. and the larger the window the more memory will be required.  To get a smooth 
  282. animation, you should make the window small, about 10% of the screen. If you 
  283. use too much memory, your machine will slow noticeably, and may crash. 
  284.  
  285.  
  286. ΓòÉΓòÉΓòÉ 2.5. Approximate Memory Requirements ΓòÉΓòÉΓòÉ
  287.  
  288. The Approximate Memory Requirements section will tell you approximate amount of 
  289. memory that is required for the options you have selected.  The amount of 
  290. memory is calculated based on the settings in the Globe Detail section, the 
  291. settings in the Rotation section, and the size of the window. 
  292.  
  293. The abbreviation 'Kb' is Kilobytes, thousands of bytes, and 'Mb' is Megabytes, 
  294. millions of bytes.  Since you are running OS/2, your machine probably has 4Mb 
  295. to 16Mb of memory.  It's not wise to assume Fractal Globe can use all of it. 
  296.  
  297. You will be warned if you press the OK Button, and the total memory required is 
  298. more the 5Mb.  It is usually safe to use 1 to 2 Mb of memory, up to about 5 Mb 
  299. on faster more powerful machines.  If you have rotation animation on, be wary 
  300. of the difference between the current window size, and maximized window, and 
  301. take this into account when you change the size of the window.