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=简介=

==简介==

摄像机对着电视机照，再把摄得的图像反传给电视会得到什么？答案似乎应该是什么都没有。然而实际的实验却告诉我们，这样的一个自指系统能给我们带来非常丰富的复杂图案！一些奇妙的结构会从电视屏幕中源源不断的飞出来。开始，我发现这一现象是因为看到了《哥德尔、埃舍尔、巴赫——一条永恒的金带》这本书中描写了用摄像机拍摄电视会得到奇妙的图案，于是我就自己动手做起了试验。然而出乎意料的是，当我略微调节电视机的亮度、颜色以及摄像机的焦距等等参数以后，却得到了比书中描述的现象更加丰富的图案。而且运用不同的摄像机转动不同的角度会得到完全不一样的结果。

摄像机对着电视机照，再把摄得的图像反传给电视会得到什么？答案似乎应该是什么都没有。然而实际的实验却告诉我们，这样的一个自指系统能给我们带来非常丰富的复杂图案！一些奇妙的结构会从电视屏幕中源源不断的飞出来。开始，我发现这一现象是因为看到了《哥德尔、埃舍尔、巴赫——一条永恒的金带》这本书中描写了用摄像机拍摄电视会得到奇妙的图案，于是我就自己动手做起了试验。然而出乎意料的是，当我略微调节电视机的亮度、颜色以及摄像机的焦距等等参数以后，却得到了比书中描述的现象更加丰富的图案。而且运用不同的摄像机转动不同的角度会得到完全不一样的结果。

* 源代码：[http://wiki.swarma.net/index.php/File:Selfref.zip Selfref.zip]

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==操作==

=操作=

===真实摄像机—电视系统的操作===

==真实摄像机—电视系统的操作==

相信这是一个非常简单的试验：1、找来一台摄像机和一台电视机。把摄像机的AV输出到电视机的AV端口，调试好，让电视机屏幕中的图像刚好显示摄像机镜头所拍摄的内容；2、将背景光调暗，把电视机的亮度和对比度尽量调小（但是要保证能够分辨出摄像机拍摄的光），色彩度也尽量调小；3、以正常焦距把摄像机调整到正对电视机屏幕的位置。这时候，你能看到电视屏幕中心有一个亮的点或者光球。如果你的背景太黑，有可能在电视机屏幕上得不到任何图像，这时候可以用手电筒或者其他灯光照射电视屏幕，这束灯光将会汇聚到电视屏幕中心。屏幕中心好比一个黑洞会吸收所有屏幕上的光；4、逐渐扩大焦距，保持亮点或者光球在屏幕中心的位置，渐渐的亮点可能会变成一个跳动不堪的混沌的气体，这时应尽量减小摄像机的晃动，继续拉大焦距；5、复杂的结构会突然出现，为了不让这些结构消失，可以调整摄像机的照射点到屏幕上光比较多的位置，复杂的结构会源源不断的在屏幕中产生就好像是星系的爆发；6、旋转摄像机的角度会得到旋转的星系。

相信这是一个非常简单的试验：1、找来一台摄像机和一台电视机。把摄像机的AV输出到电视机的AV端口，调试好，让电视机屏幕中的图像刚好显示摄像机镜头所拍摄的内容；2、将背景光调暗，把电视机的亮度和对比度尽量调小（但是要保证能够分辨出摄像机拍摄的光），色彩度也尽量调小；3、以正常焦距把摄像机调整到正对电视机屏幕的位置。这时候，你能看到电视屏幕中心有一个亮的点或者光球。如果你的背景太黑，有可能在电视机屏幕上得不到任何图像，这时候可以用手电筒或者其他灯光照射电视屏幕，这束灯光将会汇聚到电视屏幕中心。屏幕中心好比一个黑洞会吸收所有屏幕上的光；4、逐渐扩大焦距，保持亮点或者光球在屏幕中心的位置，渐渐的亮点可能会变成一个跳动不堪的混沌的气体，这时应尽量减小摄像机的晃动，继续拉大焦距；5、复杂的结构会突然出现，为了不让这些结构消失，可以调整摄像机的照射点到屏幕上光比较多的位置，复杂的结构会源源不断的在屏幕中产生就好像是星系的爆发；6、旋转摄像机的角度会得到旋转的星系。

==Java程序操作==

===Java程序操作===

该Java程序模拟了真实的摄像机——电视机自指系统。打开Java仿真程序，会看到上面部分是一个黑色的屏幕，它模拟了电视机屏幕；下面有一个按钮控制面板，它可以模拟摄像机的旋转、变焦距等操作。你可以直接点击Auto按钮，程序会自动选择参数，复杂的结构在屏幕中心产生并向四周扩散。或者可以手动模仿上面讲的真实摄像机——电视机系统中的操作步骤。点击Start按钮，你将会看到一个白色的光球被吸引到中心点，并在中心形成光的汇聚。那个初始的光球就是手电筒照射电视机屏幕的光。点击Off按钮，相当于把手电筒关闭，初始的光球会消失，然而中心的光不会消失。拉动底下的滑块可以变换摄像机扩大、缩小的变焦比例。右边的文本框显示了当前扩缩的比例。点击>和<按钮相当于顺时针或者逆时针旋转摄像机。你可以不停的变换这些参数，上方屏幕中的图案将会不停的变化，展现出类似真实电视机中的复杂图案。

该Java程序模拟了真实的摄像机——电视机自指系统。打开Java仿真程序，会看到上面部分是一个黑色的屏幕，它模拟了电视机屏幕；下面有一个按钮控制面板，它可以模拟摄像机的旋转、变焦距等操作。你可以直接点击Auto按钮，程序会自动选择参数，复杂的结构在屏幕中心产生并向四周扩散。或者可以手动模仿上面讲的真实摄像机——电视机系统中的操作步骤。点击Start按钮，你将会看到一个白色的光球被吸引到中心点，并在中心形成光的汇聚。那个初始的光球就是手电筒照射电视机屏幕的光。点击Off按钮，相当于把手电筒关闭，初始的光球会消失，然而中心的光不会消失。拉动底下的滑块可以变换摄像机扩大、缩小的变焦比例。右边的文本框显示了当前扩缩的比例。点击>和<按钮相当于顺时针或者逆时针旋转摄像机。你可以不停的变换这些参数，上方屏幕中的图案将会不停的变化，展现出类似真实电视机中的复杂图案。

=原理=

==原理==

本质上讲，摄像机——电视机自指系统就是一个如下图的反馈系统：

本质上讲，摄像机——电视机自指系统就是一个如下图的反馈系统：

这里w是摄像机的缩放比例，θ是摄像机旋转的角度。<math>x_0, y_0</math>是摄像机正对屏幕点的坐标。在仿真中，该点一直为屏幕的中心。在上式中，我们用三维的齐次坐标来表示二维点信息。

这里w是摄像机的缩放比例，θ是摄像机旋转的角度。<math>x_0, y_0</math>是摄像机正对屏幕点的坐标。在仿真中，该点一直为屏幕的中心。在上式中，我们用三维的齐次坐标来表示二维点信息。

然而，如果仅仅用上面的方程做为对摄像机——电视系统的仿真不能达到模拟的效果，屏幕上的点将会很快的飞出屏幕并消失。为此，我们必须要对这个线性的变换进行修改：

然而，如果仅仅用上面的方程做为对摄像机——电视系统的仿真不能达到模拟的效果，屏幕上的点将会很快的飞出屏幕并消失。为此，我们必须要对这个线性的变换进行修改：

#当一个像素点转变成新的像素点的时候，旧有的像素点不会立即消失，而是以一定的概率残留。

#当一个像素点转变成新的像素点的时候，旧有的像素点不会立即消失，而是以一定的概率残留。

#当多个像素点经变换发生碰撞的时候（汇聚到了一个像素的位置）将会产生溢出现象，也就是说，碰撞产生的多余亮度将会往该碰撞点的边缘膨胀。具体膨胀的方向也是随机的给出。

#当多个像素点经变换发生碰撞的时候（汇聚到了一个像素的位置）将会产生溢出现象，也就是说，碰撞产生的多余亮度将会往该碰撞点的边缘膨胀。具体膨胀的方向也是随机的给出。

我们看到，这种经过修改的跌代系统已经不是原始的线性跌代系统了，我们可以把它称作经过干扰的跌代系统。一般的混沌与分形理论仅仅讨论了跌代规则不发生变化的系统，然而这个仿真系统却是一个跌代规则也会发生变化的系统。这种修改后的跌代系统刚好能够产生前面叙述的复杂性。

我们看到，这种经过修改的跌代系统已经不是原始的线性跌代系统了，我们可以把它称作经过干扰的跌代系统。一般的混沌与分形理论仅仅讨论了跌代规则不发生变化的系统，然而这个仿真系统却是一个跌代规则也会发生变化的系统。这种修改后的跌代系统刚好能够产生前面叙述的复杂性。

=一些结果=

==一些结果==

下面所列都是一些视频文件，即我用真实的摄像机——电视系统摄出来的图案，有些图像的效果非常美丽。

下面所列都是一些视频文件，即我用真实的摄像机——电视系统摄出来的图案，有些图像的效果非常美丽。

[[File:Selfref1.jpg|Selfref1.jpg|frame|none|[http://wiki.swarma.net/index.php/File:WEB1.rm.zip 视频下载]]]

[[File:Selfref1.jpg|Selfref1.jpg|thumb|center|none|[http://wiki.swarma.net/index.php/File:WEB1.rm.zip 视频下载]]]

如果说自指能够诞生复杂性，而且自指能产生怪圈。那么我们如何利用类似摄像机—电视机的跌代系统方法实现真正的“无中生有”呢？也许这会是一个可能带来重大突破、激动人心的课题。

如果说自指能够诞生复杂性，而且自指能产生怪圈。那么我们如何利用类似摄像机—电视机的跌代系统方法实现真正的“无中生有”呢？也许这会是一个可能带来重大突破、激动人心的课题。

[[category:虚拟世界]]

[[category:虚拟世界]]

[[category:模拟程序]]

[[category:模拟程序]]