File:BMonSphere.jpg

Это изображение (или все изображения в этой статье или категории) были загружены в формате JPEG. Однако, оно содержит информацию, которая могла бы храниться более рационально в формате PNG или SVG. Если у вас имеется такая возможность, пожалуйста, загрузите PNG- или SVG-версию этого изображения без артефактов сжатия, получив его из исходного материала не в формате JPEG, либо убрав существующие артефакты. После того, как это будет сделано, пожалуйста: Найдите все страницы во всех проектах фонда Викимедиа, которые используют это изображение, и замените старое изображение новым на каждой странице. Пометьте это изображение как заменённое, добавив один из этих шаблонов. Воспользуйтесь ссылкой «Номинировать на удаление» в левой панели, чтобы запросить удаление старого изображения (эта ссылка добавляется включенным по умолчанию гаджетом; если вы выключили его, то запросите удаление вручную: добавьте на страницу изображения шаблон {{Delete}}, и добавьте запрос на удаление на страницу Commons:Deletion requests).

 

Это изображение было создано с помощью Blender.

Этот файл доступен по лицензии Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5 Generic

Вы можете свободно:

• делиться произведением – копировать, распространять и передавать данное произведение
• создавать производные – переделывать данное произведение

При соблюдении следующих условий:

• атрибуция – Вы должны указать авторство, предоставить ссылку на лицензию и указать, внёс ли автор какие-либо изменения. Это можно сделать любым разумным способом, но не создавая впечатление, что лицензиат поддерживает вас или использование вами данного произведения.
• распространение на тех же условиях – Если вы изменяете, преобразуете или создаёте иное произведение на основе данного, то обязаны использовать лицензию исходного произведения или лицензию, совместимую с исходной.

https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5CC BY-SA 2.5 Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5 truetrue

Perhaps you grab the source from the "edit" page without the wikiformating.

This creates the paths and saves them into textfiles that can be read by blender. There are also paths for BMs on a torus.

# calculate a Brownian motion on the sphere; the output is a list
# consisting of:
# Z ... BM on the sphere
# Y ... tangential BM, see Price&Williams
# b ... independent 1D BM (see Price & Williams)
# B ... generating 3D BM
# n ... number of time-steps in the discretization
# T ... the above processes are given on a uniform mesh of size
#       n on [0,T]
euler = function(x0, T, n) {
  # initialize objects
  dt = T/(n-1);
  dB = matrix(rep(0,3*(n-1)),ncol=3, nrow=n-1);
  dB[,1] = rnorm(n-1, 0, sqrt(dt));
  dB[,2] = rnorm(n-1, 0, sqrt(dt));
  dB[,3] = rnorm(n-1, 0, sqrt(dt));
  Z = matrix(rep(0,3*n), ncol=3, nrow=n);
  dZ = matrix(rep(0,3*(n-1)), ncol=3, nrow=n-1);
  Y = matrix(rep(0,3*n), ncol=3, nrow=n);
  B = matrix(rep(0,3*n), ncol=3, nrow=n);
  b = rep(0, n);
  Z[1,] = x0;

  #do the computation
  for(k in 2:n){
    B[k,] = B[k-1,] + dB[k-1,];
    dZ[k-1,] = cross(Z[k-1,],dB[k-1,]) - Z[k-1,]*dt;
    Z[k,] = Z[k-1,] + dZ[k-1,];
    Y[k,] = Y[k-1,] - cross(Z[k-1,],dZ[k-1,]);
    b[k] = b[k-1] + dot(Z[k-1,],dB[k-1,]);
  }
  return(list(Z = Z, Y = Y, b = b, B = B, n = n, T = T));
}

# write the output from euler in csv-files
euler.write = function(bms, files=c("Z.csv","Y.csv","b.csv","B.csv"),steps=bms$n){
  bigsteps=round(seq(1,bms$n,length=steps))
  write.table(bms$Z[bigsteps,],file=files[1],col.names=F,row.names=F,sep=",",dec=".");
  write.table(bms$Y[bigsteps,],file=files[2],col.names=F,row.names=F,sep=",",dec=".");
  write.table(bms$b[bigsteps],file=files[3],col.names=F,row.names=F,sep=",",dec=".");
  write.table(bms$B[bigsteps,],file=files[4],col.names=F,row.names=F,sep=",",dec=".");
}

# calculate a Brownian motion on a 3-d torus with outer
# radius R and inner radius r
eulerTorus = function(x0, r, R, t, n) {
  # initialize objects
  dt = t/(n-1);
  dB = matrix(rep(0,3*(n-1)),ncol=3, nrow=n-1);
  dB[,1] = rnorm(n-1, 0, sqrt(dt));
  dB[,2] = rnorm(n-1, 0, sqrt(dt));
  dB[,3] = rnorm(n-1, 0, sqrt(dt));
  Z = matrix(rep(0,3*n), ncol=3, nrow=n);
  B = matrix(rep(0,3*n), ncol=3, nrow=n);
  dZ = matrix(rep(0,3*(n-1)), ncol=3, nrow=n-1);
  Z[1,] = x0;
  nT = rep(0,3);

  #do the computation
  for(k in 2:n){
    B[k,] = B[k-1,] + dB[k-1,];
    nT = nTorus(Z[k-1,],r,R);
    dZ[k-1,] = cross(nT, dB[k-1,]) + HTorus(Z[k-1,],r,R)*nT*dt;
    Z[k,] = Z[k-1,] + dZ[k-1,];
  }
  return(list(Z = Z, B = B, n = n, t = t));
}

# write the output from euler in csv-files
torus.write = function(bmt, files=c("tZ.csv","tB.csv"),steps=bmt$n){
  bigsteps=round(seq(1,bmt$n,length=steps))
  write.table(bmt$Z[bigsteps,],file=files[1],col.names=F,row.names=F,sep=",",dec=".");
  write.table(bmt$B[bigsteps,],file=files[2],col.names=F,row.names=F,sep=",",dec=".");
}

# "defining" function of a torus
fTorus = function(x,r,R){
  return((x[1]^2+x[2]^2+x[3]^2+R^2-r^2)^2 - 4*R^2*(x[1]^2+x[2]^2));
}

# normal vector of a 3-d torus with outer radius R and inner radius r
nTorus = function(x, r, R) {
  c1 = x[1]*(x[1]^2+x[2]^2+x[3]^2-R^2-r^2)/(3*x[1]^4*x[2]^2+3*x[3]^4*x[2]^2
    +3*x[3]^4*x[1]^2+6*x[3]^2*x[1]^2*x[2]^2+3*x[1]^2*x[2]^4+3*x[3]^2*x[2]^4
    -2*x[3]^2*R^2*r^2-4*x[1]^2*x[2]^2*R^2+x[1]^6+x[2]^6+x[3]^6+3*x[3]^2*x[1]^4
    -4*x[1]^2*x[2]^2*r^2-4*x[1]^2*x[3]^2*r^2+2*R^2*x[1]^2*r^2
    -4*x[2]^2*x[3]^2*r^2+2*R^2*x[2]^2*r^2-2*x[1]^4*R^2-2*x[1]^4*r^2
    +R^4*x[1]^2+x[1]^2*r^4-2*x[2]^4*R^2-2*x[2]^4*r^2+R^4*x[2]^2+x[2]^2*r^4
    +x[3]^2*R^4+x[3]^2*r^4-2*x[3]^4*r^2+2*x[3]^4*R^2)^(1/2);
  c2 = x[2]*(x[1]^2+x[2]^2+x[3]^2-R^2-r^2)/(3*x[1]^4*x[2]^2+3*x[3]^4*x[2]^2
    +3*x[3]^4*x[1]^2+6*x[3]^2*x[1]^2*x[2]^2+3*x[1]^2*x[2]^4+3*x[3]^2*x[2]^4
    -2*x[3]^2*R^2*r^2-4*x[1]^2*x[2]^2*R^2+x[1]^6+x[2]^6+x[3]^6
    +3*x[3]^2*x[1]^4-4*x[1]^2*x[2]^2*r^2-4*x[1]^2*x[3]^2*r^2+2*R^2*x[1]^2*r^2
    -4*x[2]^2*x[3]^2*r^2+2*R^2*x[2]^2*r^2-2*x[1]^4*R^2-2*x[1]^4*r^2+R^4*x[1]^2
    +x[1]^2*r^4-2*x[2]^4*R^2-2*x[2]^4*r^2+R^4*x[2]^2+x[2]^2*r^4+x[3]^2*R^4
    +x[3]^2*r^4-2*x[3]^4*r^2+2*x[3]^4*R^2)^(1/2);
  c3 = (x[1]^2+x[2]^2+x[3]^2+R^2-r^2)*x[3]/(3*x[1]^4*x[2]^2+3*x[3]^4*x[2]^2
                                            +3*x[3]^4*x[1]^2
                                            +6*x[3]^2*x[1]^2*x[2]^2
                                            +3*x[1]^2*x[2]^4+3*x[3]^2*x[2]^4
                                            -2*x[3]^2*R^2*r^2
                                            -4*x[1]^2*x[2]^2*R^2+x[1]^6
                                            +x[2]^6+x[3]^6+3*x[3]^2*x[1]^4
                                            -4*x[1]^2*x[2]^2*r^2
                                            -4*x[1]^2*x[3]^2*r^2
                                            +2*R^2*x[1]^2*r^2
                                            -4*x[2]^2*x[3]^2*r^2
                                            +2*R^2*x[2]^2*r^2-2*x[1]^4*R^2
                                            -2*x[1]^4*r^2+R^4*x[1]^2
                                            +x[1]^2*r^4-2*x[2]^4*R^2
                                            -2*x[2]^4*r^2+R^4*x[2]^2
                                            +x[2]^2*r^4+x[3]^2*R^4
                                            +x[3]^2*r^4-2*x[3]^4*r^2
                                            +2*x[3]^4*R^2)^(1/2);
  return(c(c1,c2,c3));
}

# mean curvature of a 3-d torus with outer radius R and inner radius r
HTorus = function(x, r, R){
  return( -(3*x[1]^4*r^4+4*x[2]^6*x[3]^2+4*x[1]^6*x[2]^2-3*x[2]^4*x[3]^2*R^2
            -2*x[1]^6*R^2+4*x[1]^2*x[3]^6+x[3]^6*R^2+4*x[2]^4*R^2*r^2-x[1]^2*r^6
            -x[2]^2*r^6+x[2]^4*R^4+4*x[2]^2*x[3]^2*R^4+6*x[2]^2*x[3]^2*r^4
            -2*x[1]^2*R^2*r^4-x[1]^2*R^4*r^2-9*x[1]^4*x[2]^2*r^2
            -9*x[1]^4*x[3]^2*r^2+4*x[1]^4*R^2*r^2+12*x[1]^2*x[3]^4*x[2]^2
            -3*x[2]^6*r^2+4*x[1]^6*x[3]^2+3*x[3]^4*r^4-x[3]^4*R^4
            -9*x[2]^4*x[3]^2*r^2+2*x[2]^2*x[3]^2*R^2*r^2+4*x[1]^2*x[2]^6
            -6*x[1]^2*x[3]^2*x[2]^2*R^2-x[3]^2*r^6+6*x[2]^4*x[3]^4+x[3]^8
            +x[1]^8+x[2]^8-3*x[1]^6*r^2+6*x[1]^4*x[3]^4+12*x[1]^2*x[3]^2*x[2]^4
            -6*x[1]^2*x[2]^4*R^2-2*x[3]^4*R^2*r^2-2*x[2]^2*R^2*r^4-x[2]^2*R^4*r^2
            -9*x[2]^2*x[3]^4*r^2+x[3]^2*R^2*r^4+x[3]^2*R^4*r^2-9*x[1]^2*x[2]^4*r^2
            +2*x[1]^2*R^4*x[2]^2+6*x[1]^2*x[2]^2*r^4-3*x[1]^4*x[3]^2*R^2
            -6*x[1]^4*x[2]^2*R^2+4*x[1]^2*x[3]^2*R^4+6*x[1]^2*x[3]^2*r^4
            -9*x[1]^2*x[3]^4*r^2+8*x[1]^2*R^2*x[2]^2*r^2+2*x[1]^2*x[3]^2*R^2*r^2
            +x[1]^4*R^4-3*x[3]^6*r^2-2*x[2]^6*R^2+6*x[1]^4*x[2]^4-x[3]^2*R^6
            -18*x[1]^2*x[2]^2*x[3]^2*r^2+4*x[2]^2*x[3]^6+12*x[1]^4*x[3]^2*x[2]^2
            +3*x[2]^4*r^4)/(3*x[1]^4*x[2]^2+3*x[3]^4*x[2]^2+3*x[3]^4*x[1]^2
                            +6*x[3]^2*x[1]^2*x[2]^2+3*x[1]^2*x[2]^4+3*x[3]^2*x[2]^4
                            -2*x[3]^2*R^2*r^2-4*x[1]^2*x[2]^2*R^2+x[1]^6+x[2]^6
                            +x[3]^6+3*x[3]^2*x[1]^4-4*x[1]^2*x[2]^2*r^2
                            -4*x[1]^2*x[3]^2*r^2+2*R^2*x[1]^2*r^2
                            -4*x[2]^2*x[3]^2*r^2+2*R^2*x[2]^2*r^2-2*x[1]^4*R^2
                            -2*x[1]^4*r^2+R^4*x[1]^2+x[1]^2*r^4-2*x[2]^4*R^2
                            -2*x[2]^4*r^2+R^4*x[2]^2+x[2]^2*r^4+x[3]^2*R^4
                            +x[3]^2*r^4-2*x[3]^4*r^2+2*x[3]^4*R^2)^(3/2));
}

# calculate the cross product of the two 3-dim vectors
# x and y. No argument-checking for performance reasons
cross = function(x,y){
  res = rep(0,3);
  res[1] = x[2]*y[3] - x[3]*y[2];
  res[2] = -x[1]*y[3] + x[3]*y[1];
  res[3] = x[1]*y[2] - x[2]*y[1];
  return(res);
}

# calculate the inner product of two vectors of dim 3
# returns a number, not a 1x1-matrix!
dot = function(x,y){
  return(sum(x*y));
}

# calculate the cross product of the two 3-dim vectors
# x and y. No argument-checking for performance reasons
cross = function(x,y){
  res = rep(0,3);
  res[1] = x[2]*y[3] - x[3]*y[2];
  res[2] = -x[1]*y[3] + x[3]*y[1];
  res[3] = x[1]*y[2] - x[2]*y[1];
  return(res);
}

#############
### main-teil
set.seed(280180)
et=eulerTorus(c(3,0,0),3,5,19,10000)
torus.write(et,steps=9000)
#
#bms=euler(c(1,0,0),4,70000)
#euler.write(bms,steps=10000)

The blender (python) code to create a image that looks almost like this one. Play around...

## import data from matlab-text-file and draw BM on the S^2

## (c) 2007 by Christan Bayer and Thomas Steiner

from Blender import Curve, Object, Scene, Window, BezTriple, Mesh, Material, Camera,
World
from math import *

##import der BM auf der Kugel aus einem csv-file
def importcurve(inpath="Z.csv"):
        infile = open(inpath,'r')
        lines = infile.readlines()
        vec=[]
        for i in lines:
                li=i.split(',')
                vec.append([float(li[0]),float(li[1]),float(li[2].strip())])
        infile.close()
        return(vec)

##function um aus einem vektor (mit den x,y,z Koordinaten) eine Kurve zu machen
def vec2Cur(curPts,name="BMonSphere"):
        bztr=[]
        bztr.append(BezTriple.New(curPts[0]))
        bztr[0].handleTypes=(BezTriple.HandleTypes.VECT,BezTriple.HandleTypes.VECT)
        cur=Curve.New(name) ##TODO wenn es das Objekt schon gibt, dann nicht neu erzeugen
        cur.appendNurb(bztr[0])
        for i in range(1,len(curPts)):
                bztr.append(BezTriple.New(curPts[i]))
                bztr[i].handleTypes=(BezTriple.HandleTypes.VECT,BezTriple.HandleTypes.VECT)
                cur[0].append(bztr[i])
        return( cur )

#erzeugt einen kreis, der später die BM umgibt (liegt in y-z-Ebene)
def circle(r,name="tubus"):
        bzcir=[]
        bzcir.append(BezTriple.New(0.,-r,-4./3.*r, 0.,-r,0., 0.,-r,4./3.*r))
        bzcir[0].handleTypes=(BezTriple.HandleTypes.FREE,BezTriple.HandleTypes.FREE)
        cur=Curve.New(name) ##TODO wenn es das Objekt schon gibt, dann nicht neu erzeugen
        cur.appendNurb(bzcir[0])
        #jetzt alle weietren pkte
        bzcir.append(BezTriple.New(0.,r,4./3.*r, 0.,r,0., 0.,r,-4./3.*r))
        bzcir[1].handleTypes=(BezTriple.HandleTypes.FREE,BezTriple.HandleTypes.FREE)
        cur[0].append(bzcir[1])
        bzcir.append(BezTriple.New(0.,-r,-4./3.*r, 0.,-r,0., 0.,-r,4./3.*r))
        bzcir[2].handleTypes=(BezTriple.HandleTypes.FREE,BezTriple.HandleTypes.FREE)
        cur[0].append(bzcir[2])
        return ( cur )

#erzeuge mit skript eine (glas)kugel (UVSphere)
def sphGlass(r=1.0,name="Glaskugel",n=40,smooth=0):
        glass=Mesh.New(name) ##TODO wenn es das Objekt schon gibt, dann nicht neu erzeugen
        for i in range(0,n):
                for j in range(0,n):
                        x=sin(j*pi*2.0/(n-1))*cos(-pi/2.0+i*pi/(n-1))*1.0*r
                        y=cos(j*pi*2.0/(n-1))*(cos(-pi/2.0+i*pi/(n-1)))*1.0*r
                        z=sin(-pi/2.0+i*pi/(n-1))*1.0*r
                        glass.verts.extend(x,y,z)
        for i in range(0,n-1): 
                for j in range(0,n-1):
                        glass.faces.extend([i*n+j,i*n+j+1,(i+1)*n+j+1,(i+1)*n+j])
                        glass.faces[i*(n-1)+j].smooth=1
        return( glass )

def torus(r=0.3,R=1.4): 
        krGro=circle(r=R,name="grTorusKreis")
        

#jetzt das material ändern
def verglasen(mesh):
        matGlass = Material.New("glas") ##TODO wenn es das Objekt schon gibt, dann nicht
neu erzeugen
        #matGlass.setSpecShader(0.6)
        matGlass.setHardness(30) #für spec: 30
        matGlass.setRayMirr(0.15)
        matGlass.setFresnelMirr(4.9)
        matGlass.setFresnelMirrFac(1.8)
        matGlass.setIOR(1.52)
        matGlass.setFresnelTrans(3.9)
        matGlass.setSpecTransp(2.7)
        #glass.materials.setSpecTransp(1.0)
        matGlass.rgbCol = [0.66, 0.81, 0.85]
        matGlass.mode |= Material.Modes.ZTRANSP
        matGlass.mode |= Material.Modes.RAYTRANSP
        #matGlass.mode |= Material.Modes.RAYMIRROR
        mesh.materials=[matGlass]
        return ( mesh )

def maleBM(mesh):
        matDraht = Material.New("roterDraht") ##TODO wenn es das Objekt schon gibt, dann
nicht neu erzeugen
        matDraht.rgbCol = [1.0, 0.1, 0.1]
        mesh.materials=[matDraht]
        return( mesh )

#eine solide Mesh-Ebene (Quader)
# auf der höhe ebh, dicke d, seitenlänge (quadratisch) 2*gr
def ebene(ebh=-2.5,d=0.1,gr=6.0,name="Schattenebene"):
        quader=Mesh.New(name) ##TODO wenn es das Objekt schon gibt, dann nicht neu erzeugen
        #obere ebene
        quader.verts.extend(gr,gr,ebh)
        quader.verts.extend(-gr,gr,ebh)
        quader.verts.extend(-gr,-gr,ebh)
        quader.verts.extend(gr,-gr,ebh)
        #untere ebene
        quader.verts.extend(gr,gr,ebh-d)
        quader.verts.extend(-gr,gr,ebh-d)
        quader.verts.extend(-gr,-gr,ebh-d)
        quader.verts.extend(gr,-gr,ebh-d)
        quader.faces.extend([0,1,2,3])
        quader.faces.extend([0,4,5,1])
        quader.faces.extend([1,5,6,2])
        quader.faces.extend([2,6,7,3])
        quader.faces.extend([3,7,4,0])
        quader.faces.extend([4,7,6,5])
        #die ebene einfärben
        matEb = Material.New("ebenen_material") ##TODO wenn es das Objekt schon gibt, dann
nicht neu erzeugen
        matEb.rgbCol = [0.53, 0.51, 0.31]
        matEb.mode |= Material.Modes.TRANSPSHADOW
        matEb.mode |= Material.Modes.ZTRANSP
        quader.materials=[matEb]
        return (quader)

###################
#### main-teil ####

# wechsel in den edit-mode
editmode = Window.EditMode()
if editmode: Window.EditMode(0)

dataBMS=importcurve("C:/Dokumente und Einstellungen/thire/Desktop/bmsphere/Z.csv")
#dataBMS=importcurve("H:\MyDocs\sphere\Z.csv")
BMScur=vec2Cur(dataBMS,"BMname")
#dataStereo=importcurve("H:\MyDocs\sphere\stZ.csv")
#stereoCur=vec2Cur(dataStereo,"SterName")

cir=circle(r=0.01)

glass=sphGlass()
glass=verglasen(glass)
ebe=ebene()

#jetzt alles hinzufügen
scn=Scene.GetCurrent()
obBMScur=scn.objects.new(BMScur,"BMonSphere")
obcir=scn.objects.new(cir,"round")
obgla=scn.objects.new(glass,"Glaskugel")
obebe=scn.objects.new(ebe,"Ebene")
#obStereo=scn.objects.new(stereoCur,"StereoCurObj")

BMScur.setBevOb(obcir)
BMScur.update()
BMScur=maleBM(BMScur)

#stereoCur.setBevOb(obcir)
#stereoCur.update()

cam = Object.Get("Camera") 
#cam.setLocation(-5., 5.5, 2.9) 
#cam.setEuler(62.0,-1.,222.6)
#alternativ, besser??
cam.setLocation(-3.3, 8.4, 1.7) 
cam.setEuler(74,0,200)

world=World.GetCurrent()
world.setZen([0.81,0.82,0.61])
world.setHor([0.77,0.85,0.66])

if editmode: Window.EditMode(1)  # optional, zurück n den letzten modus

        
#ergebnis von
#set.seed(24112000)
#sbm=euler(c(0,0,-1),T=1.5,n=5000)
#euler.write(sbm)