alife_sandpile — 2D `artificial-life` op

• データ種: image → image

• 呼び出し: fullseye.apply(img, "alife_sandpile", a=0.5, b=0.5) (2-D は 1 画像 + 2 スカラつまみ a,b∈[0,1] のモデル)

alife_sandpile: input → output

*図は合成の入力 128×128 で実際に走らせた出力。左が入力、右が出力。点群は上から見た散布(明るさ = z)、1-D 列は折れ線、体積は z 方向の最大値投影、動画は中央フレーム、複素画像は振幅、絵にならない返り値は値そのもの。*

つまみ a を振る(0.1 / 0.5 / 0.9、もう一方は既定):

▸ alife_sandpile: knob a sweep (docs site)

つまみ b を振る(0.1 / 0.5 / 0.9、もう一方は既定):

▸ alife_sandpile: knob b sweep (docs site)

別の画像でも(合成シーン / 写真 / 硬貨。上段が入力、下段がその出力。つまみは既定):

▸ alife_sandpile: other inputs (docs site)

*4 列目はカラー (H,W,3) の入力。この op は色を跨がずに扱える(色チャネルを 3 本目の空間軸として畳み込まない)。*

使い方

Abelian sandpile / self-organised criticality (Bak-Tang-Wiesenfeld 1987).

The image is quantised to integer grain heights h = round(K * image) with

K = 4 + int(12a), then relaxed by the BTW toppling rule: a cell with 4 or

more grains gives one grain to each orthogonal neighbour and keeps the rest.

The boundary is dissipative (grains leaving the grid are lost), which is what

lets the pile settle into the self-organised critical state where every cell

holds at most 3 grains.

`a` sets the initial grain scale K (how supercritical the pile starts);

`b` sets the number of parallel relaxation sweeps 1 + int(50b). For

b >= 0.9 the pile relaxes *toward* stability with early termination, but the

sweep count is bounded by a total-work budget (`_SANDPILE_BUDGET` grain-

updates) so the op stays fast on any image size: a small or varied pile

reaches the stable critical state (every cell <= 3), while a very large

maximally-supercritical pile is only partially relaxed (full BTW

stabilisation is O(L^2) sweeps). Returns h / max(h) in [0, 1]; a fully

relaxed pile (max 3) takes values in {0, 1/3, 2/3, 1} (or {0, 1/2, 1} when

the stable maximum is 2).

詳しい使い方ガイド

• gallery2d_physics_alife_3d ファミリガイド

参考(サンプルデータ・文献)

• サンプルデータカタログ(DL URL / ライセンス) — 2-D は skimage.data(BSD/public)+ 合成、3-D は実データ源(Stanford/PDS 等)の DL URL。

• 演算子の来歴・参考文献 — この op 族の元になった研究/手法の出典。

• アルゴリズムの正典(著者・年)と用途は上記ファミリ使い方ガイドに記載。

Studio で試す

下のプログラムは実際に走ることを確かめてある(図と同じ入力)。Studio のヘルプではこのブロックがボタンになり、その場で読み込んで実行できる。

alife_sandpile 0.50 0.50

▸ Load this pipeline · Load & run

実行できる例(この op を実際に呼ぶ検証済みサンプル)

• gallery2d_physics_alife_3d — py -3.11 examples/gallery2d_physics_alife_3d.py

型が繋がる次の op(`image` を入力に取れる)

identity · gaussian · mean_box · bilateral · unsharp · median · min_filter · max_filter

同カテゴリ(`artificial-life`)

alife_gray_scott · alife_turing · alife_life_step · alife_cyclic_ca · alife_perona_malik · alife_curvature_flow · alife_dla · alife_reaction_bz

*Provenance: ops.py — 2D operator registry. この per-op ノートは tools/opdocs.py md が自動生成(手編集しない)。*

alife_sandpile — 2D artificial-life op

使い方