 | | | | | |||||||
| | | | | |||||||
| |
| | | |||||||
| | | | | |||||||
| | | | |
|
Zurück zum Inhaltsverzeichnis
Zurück zu Selbstorganisation und
Entwicklung
Boids und L-Systeme
Boids
Die typische KL-Vorstellung, daß lokales Verhalten von Einzelteilen ein globales, dynamisches und charakteristisches Verhalten des aus den Einzelteilen bestehenden Gesamtsystems hervorruft, läßt sich besonders eindrucksvoll bei Vogelschwärmen beobachten. Der Schwarm besitzt eine Eigendynamik, hervorgerufen durch das Individualverhalten der einzelnen Vögel.
Craig Reynolds von Symbolics Graphics hat das Schwarmverhalten auf dem Bildschirm simuliert und nannte seine Geschöpfe ,,boids" (bird oids). Das individuelle Vogelverhalten in einem Schwarm scheint durch das Verhalten der engsten Nachbarn des Vogels bestimmt zu sein. Entsprechend entwickelte Reynolds einige Verhaltensregeln:
1. Jeder Vogel versucht,
im Zentrum des Schwarms zu bleiben.
2. Jeder Vogel hält zu
seinen Nachbarn einen Mindestabstand ein.
3. Richtung und
Geschwindigkeit paßt jeder Vogel an die Richtung und
Geschwindigkeit der Nachbarn an.
Zu dieser Basisstrategie kamen Zusatzregeln, die zum Beispiel das Verhalten beim Auftauchen eines Hindernisses festlegen.
Reynolds stellte seine Vögel durch Striche dar, die in Flugrichtung verliefen und ließ sie nach obigen Regeln sich bewegen. Was herauskam, war eine verblüffende Ähnlichkeit mit echten Vogel- oder Fischschwärmen. Tauchte ein Hindernis auf, teilte sich der Schwarm, der eine Teil umflog das Hindernis auf der einen Seite, der andere auf der anderen Seite, und hinter dem Hindernis formierte sich der Schwarm wieder neu. Die Schwärme wirkten so echt, daß Reynold's Programm (in LISP) für den Zeichentrickfilm ,,Batman Returns" benutzt wurde.
L-Systeme
L-Systeme globalisieren wie die Boids lokale Eigenschaften. Es handelt sich um die grafische Darstellung von Objekten wie Blumen, Bäumen usw.. Die geometrische Struktur eines Baumes folgt im Idealfall einfachen lokalen Regeln, wie : Ein Ast teilt sich in zwei Zweige usw..
Als Beipiel betrachten wir die Regeln:
1 ---> 2,3
2 ---> 4,1
3 ---> 1,1
4 ---> 2
Beginnt man mit 2 erhält man folgende Struktur:
2
4,1
2,2,3
4,1,4,1,1,1
2,2,3,2,2,3,2,3,2,3
usw.
Den Zahlen 1 bis 4 können grafische Objekte zugeordnet werden, z.B.:
1 - Gabel
2 - schräge Gabel nach
rechts
3 - schräge Gabel nach
links
4 - Strich
Beginnen wir mit 2, so werden den Endpunkten des zugehörigen grafischen Elementes die Symbole von 4 und 1 angehängt. Deren grafische Elemente werden ebenso - stets entsprechend den Regeln - verlängert usw.. Es entsteht ein baumartiges Gebilde.
Beispiel:
Mit entsprechenden Regelsystemen und geeigneten grafischen
Komponenten gelingt es, Objekte der Natur (Blumen,
Farne, ...) sehr realitätsgenau darzustellen.
|
