深淵
フラクタル

「深淵フラクタル」は、フラクタル図形の代表格マンデルブロ集合の中へ、永遠にズームし続けるだけのWebサイトです。ただ、数式が生む無限の風景に沈んでいく時間があるだけです。

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01 — What

「深淵フラクタル」とは

画面いっぱいに描かれたマンデルブロ集合の縁へ、カメラがゆっくりと沈み込んでいきます。渦、触手、稲妻、そしてまた小さなマンデルブロ集合——拡大するほどに新しい模様が際限なく現れ続けるのは、この図形がフラクタル(自己相似図形)だからです。

描画はすべてリアルタイム。動画の再生ではなく、あなたの端末のGPUがその瞬間ごとに一画素ずつ計算しています。だから同じ潜行はふたつとなく、色相も潮のように少しずつ漂い続けます。インストールも登録も不要、ブラウザで開くだけで動く無料のWebツールです。

02 — Mandelbrot Set

マンデルブロ集合とは

マンデルブロ集合は、数学者ブノワ・マンデルブロにちなんで名付けられた、複素平面上の点の集まりです。定義はおどろくほど短く、次のたったひとつの漸化式で書けます。

zn+1 = zn² + c

複素数 c を決めて z₀=0 からこの計算を繰り返したとき、値が無限大へ飛んでいかない c の全体がマンデルブロ集合です。本サイトの画面では、集合の内部を藍黒で、外側を「何回目の計算で発散したか」に応じた琥珀のグラデーションで塗り分けています。

興味深いのはその境界です。集合の縁はどこまで拡大しても滑らかにならず、無限に細かい構造を持ち続けます。1行の数式から、宇宙のように深い風景が立ち上がる——それがこの図形が半世紀近く人々を魅了してきた理由です。

03 — How it works

「永遠のズーム」の仕組み

描画にはWebGLのフラグメントシェーダーを使い、全画素で並列に漸化式を反復計算しています。ズームは対数空間で等速に進むため、体感速度が一定のまま深度だけが指数的に増していきます。深く潜るほど必要な計算回数も増えるので、反復深度は拡大率に応じて自動的に引き上げられます。

ただし、GPUの単精度浮動小数点数には計算精度の限界があります。「深淵フラクタル」では一度の潜行でおよそ数万倍まで潜り、精度の底が近づくと画面が静かに暗転し、あらかじめ選ばれた別の美しい座標へ潜り直します。潜行そのものには終わりがあっても、暗転を挟んで次の座標へ移り続けるため、眺めていられる時間は実質的に果てがありません

※ 画面左下のRe / Imは現在の複素座標、拡大率は潜行開始からの倍率、反復深度は一画素あたりの最大計算回数を示す観測データです。

04 — Dive Points

八つの潜行地点

マンデルブロ集合の縁には、探検家たちに愛されてきた名所が点在しています。「深淵フラクタル」はその中から八つの座標を選び、潜行のたびにランダムに巡ります。

POINT 01
タツノオトシゴの谷
Re −0.7436438870
Im +0.1318259042
POINT 02
北の樹冠
Re −0.1607013600
Im +1.0375665000
POINT 03
螺旋の環
Re +0.2817179219
Im +0.5771052841
POINT 04
針の岬
Re −1.2506600000
Im +0.0201200000
POINT 05
双子の渦
Re −0.7453000000
Im +0.1127000000
POINT 06
雷紋の入江
Re −0.2351250000
Im +0.8272150000
POINT 07
西の尖塔
Re −1.7864402555
Im +0.0000000000
POINT 08
黄金の触手
Re +0.3663629203
Im +0.5915337732

05 — Controls

操作方法

操作はほとんど必要ありません。開いたまま置いておくのが正しい使い方です。

画面クリック
現在の潜行を切り上げ、次の深淵へ転移します。
次の深淵へ →
右下のボタンからも同様に転移できます。
STOP — 静止
ズームをその場で静止・再開します。キーボードのSpaceキーでも同じ操作ができます。

06 — FAQ

よくある質問

マンデルブロ集合とは何ですか?

複素数の漸化式 zn+1=zn²+c を繰り返し計算したとき、値が無限大に発散しない点 c の集まりです。境界には、どれだけ拡大しても細部が現れ続ける「フラクタル」と呼ばれる自己相似の構造が広がっています。

本当に永遠にズームし続けるのですか?

一度の潜行ではGPUの計算精度が許すおよそ数万倍まで潜り、限界に達すると暗転を挟んで別の座標へ潜り直します。潜行自体には終わりがありますが、次々と座標を移りながら潜り続けるため、眺めていられる時間には実質的に果てがありません。

利用は無料ですか?インストールは必要ですか?

完全に無料で、インストールも会員登録も不要です。WebGLに対応したブラウザ(iPhoneのSafariを含む)で開くだけで動作します。

スマートフォンでも快適に動きますか?

描画はGPUで行われるため、近年のスマートフォンであれば滑らかに動作します。単一のHTMLファイルで構成された軽量なページです。

画面の座標や「反復深度」は何を表していますか?

Re / Imは現在潜行中の複素平面上の座標(実部・虚部)、拡大率は潜行開始時からの倍率、反復深度は各画素で漸化式を最大何回計算しているかを示す観測データです。

実際に体験してみてください

初期は無音です。お好みで静かなBGMを添えられます。夜、部屋を暗くして開くと見やすくなります。

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07 — Disclaimer

免責事項

本サイトは、個人が制作した鑑賞・実験を目的とするWebコンテンツです。WebGLに対応したブラウザで動作しますが、ご利用の端末・OS・ブラウザによっては表示や動作が異なる、または正しく動作しない場合があります。

画面の描画には継続的にGPUを使用します。長時間の利用により端末が発熱したり、バッテリーを消費することがあります。適度に休憩を挟みながらご利用ください。

本サイトの利用によって生じたいかなる損害についても、制作者は一切の責任を負いません。また、内容は予告なく変更・公開停止する場合があります。あらかじめご了承ください。