Меню
Главная
Случайная статья
Настройки
|
Нотация Конвея для многогранников, разработанная Конвеем и продвигаемая Хартом[англ.], используется для описания многогранников, опираясь на затравочный (т.е. используемый для создания других) многогранник, модифицируемый различными префикс-операциями.
Конвей и Харт расширили идею использования операторов, подобных оператору truncation (усечения), определённого Кеплером, чтобы создавать связанные многогранники с той же симметрией. Базовые операторы могут сгенерировать все архимедовы тела и каталановы тела из правильных затравок. Например, tC представляет усечённый куб, а taC, полученный как t(aC), является усечённым октаэдром. Простейший оператор dual (двойственный) меняет местами вершины и грани. Так, двойственным многогранником для куба является октаэдр — dC=O. Применённые последовательно, эти операторы позволяют сгенерировать многие многогранники высокого порядка. Получающиеся многогранники будут иметь фиксированную топологию (вершины, рёбра, грани), в то время как точная геометрия не ограничивается.
Затравочные многогранники, являющиеся правильными многогранниками, представляются первой буквой в их (английском) названии (Tetrahedron = тетраэдр, Octahedron = октаэдр, Cube = куб, Icosahedron = икосаэдр, Dodecahedron = додекаэдр). Кроме того, используются призмы (Pn – от prism для n-угольных призм), антипризмы (An – от Antiprisms), купола (Un – от cupolae), антикупола (Vn) и пирамиды (Yn – от pyramid). Любой многогранник может выступать в качестве затравки, если операции могут на них быть выполнены. Например, правильногранные многогранники можно обозначить как Jn (от Johnson solids = тела Джонсона) для n=1...92.
В общем случае трудно предсказать результат последовательного применения двух и более операций на заданный многогранник-затравку. Например, операция ambo, применённая дважды, оказывается той же самой, что и операция expand (расширения), aa=e, в то время как операция truncation (усечение) после операции ambo даёт то же, что и операция bevel, ta=b. Не существует общей теории, описывающей, какие многогранники могут быть получены с помощью некоторого набора операторов. Наоборот, все результаты были получены эмпирически.
Содержание
Операции на многогранниках
Элементы таблицы даны для затравки с параметрами (v,e,f) (вершин, рёбер, граней), преобразуемой в новые виды в предположении, что затравка является выпуклым многогранником (топологической сферой с эйлеровой характеристикой 2). Пример, базирующийся на затравке в виде куба, дан для каждого оператора. Базовые операции достаточны для генерации зеркально симметричных однородных многогранников и их двойственных. Некоторые базовые операции можно выразить через композицию других операций.
Специальные виды
- Операция «kis» имеет вариант kn, в этом случае добавляются только пирамиды к граням с n-сторонами.
- Операция усечения имеет вариант tn, в этом случае усекаются только вершины порядка n.
Операторы применяются подобно функциям справа налево. Например, кубооктаэдр является ambo кубом (кубом, к которому применена операция ambo), то есть t(C) = aC, а усечённый кубооктаэдр равен t(a(C)) = t(aC) = taC.
Оператор хиральности
- r – «отражение» («reflect») – делает зеркальное отражение затравки. Оператор не меняет затравку, если к ней не были применены операторы s или g. Другой записью хиральной формы служит надчёркивание, например, s = rs.
Операции в таблице показаны на примере куба и нарисованы на поверхности куба. Синие грани пересекают исходные рёбра, розовые грани соответствуют исходным вершинам.
Базовые операции
Оператор |
Пример |
Название |
Альтернативное построение |
вершины |
рёбра |
грани |
Описание
|
|
|
Затравка
|
|
v |
e |
f |
Исходный многогранник
|
r |
|
reflect
|
|
v |
e |
f |
Зеркальный образ для хиральных форм
|
d |
|
dual
|
|
f |
e |
v |
Двойственный многогранник для затравки – каждая вершина создаёт новую грань
|
a |
|
ambo
|
dj djd |
e |
2e |
f+v |
Новые вершины добавляются в середине рёбер, а старые вершины отрезаются (rectify) Операция создаёт вершины с валентностью 4.
|
j |
|
join
|
da dad |
v+f |
2e |
e |
К затравке добавляются пирамиды с достаточной высотой, так что два треугольника, принадлежащие разным пирамидам и имеющие общую сторону затравки, становятся копланарными (лежащими на одной плоскости) и образуют новую грань. Операция создаёт квадратные грани.
|
k kn |
|
kis
|
nd = dz dtd |
v+f |
3e |
2e |
На каждой грани добавляется пирамида. Акизация или кумуляция,[1] увеличение или пирамидальное расширение.
|
t tn |
|
truncate
|
nd = dz dkd |
2e |
3e |
v+f |
Отсекает все вершины. Операция является сопряжённой с kis
|
n |
|
needle |
kd = dt dzd |
v+f |
3e |
2e |
Двойственный многогранник к усечённой затравке. Грани триангулируются с двумя треугольниками для каждого ребра. Это делит пополам грани через все вершины и рёбра, удаляя при этом исходные рёбра. Операция преобразует геодезический многогранник[англ.] (a,b) в (a+2b,a-b) для a>b. Она также преобразует (a,0) в (a,a), (a,a) в (3a,0), (2,1) в (4,1), и т.д.
|
z |
|
zip |
dk = td dnd |
2e |
3e |
v+f |
Двойственный многогранник к затравке после операции kis или усечение двойственного многогранника. Операция создаёт новые рёбра, перпендикулярные исходным рёбрам. Операция также называется bitruncation (глубоким усечением[англ.]). Эта операция преобразует многогранник Голдберга[англ.] G(a,b) в G(a+2b,a-b) для a>b. Она также преобразует G(a,0) в G(a,a), G(a,a) в G(3a,0), G(2,1) в G(4,1) и т.д.
|
e |
|
expand (растяжение)
|
aa dod = do |
2e |
4e |
v+e+f |
Каждая вершина создаёт новую грань, а каждое ребро создаёт новый четырёхугольник. (cantellate = скашивание)
|
o |
|
ortho
|
daa ded = de |
v+e+f |
4e |
2e |
Каждая n-угольная грань делится на n четырёхугольников.
|
g rg=g |
|
gyro
|
dsd = ds |
v+2e+f |
5e |
2e |
Каждая n-угольная грань делится на n пятиугольников.
|
s rs=s |
|
snub
|
dgd = dg |
2e |
5e |
v+2e+f |
«расширение и кручение» – каждая вершина образует новую грань, а каждое ребро образует два новых треугольника
|
b |
|
bevel
|
dkda = ta dmd = dm |
4e |
6e |
v+e+f |
Новые грани добавляются вместо рёбер и вершин. (cantitruncation = скос-усечение[англ.])
|
m |
|
meta medial
|
kda = kj dbd = db |
v+e+f |
6e |
4e |
Триангуляция с добавлением вершин в центрах граней и рёбер.
|
Образование правильных затравок
Все пять правильных многогранников могут быть получены из призматических генераторов, используя от нуля до двух операторов:
Правильная евклидова мозаика может также быть использована в качестве затравки:
Примеры
Куб может образовать все выпуклые однородные многогранники с октаэдральной симметрией. В первой строке показаны архимедовы тела, а во второй — каталановы тела. Вторая строка образуется как двойственные многогранники к многогранникам первой строки. Если сравнивать каждый новый многогранник с кубом, можно понять визуально проведённые операции.
Усечённый икосаэдр, tI или zD, являющийся многогранником Голдберга[англ.] G(2,0), создаёт дополнительные многогранники, которые ни вершинно-, ни гранетранзитивны.
Геометрические координаты производных форм
В общем случае затравка может считаться замощением поверхности. Поскольку операторы представляют топологические операции, то точные положения вершин производных форм в общем случае не определены. Выпуклые правильные многогранники в качестве затравки могут рассматриваться как замощения сферы, а потому производные многогранники можно рассматривать как расположенные на сфере. Подобно правильным мозаикам на плоскости, таким как шестиугольный паркет, эти многогранники на сфере могут выступать в качестве затравки для производных мозаик. Невыпуклые многогранники могут стать затравками, если связанные топологические поверхности определяются для ограничения положения вершин. Например, тороидальные многогранники могут произвести другие многогранники с точками на той же торической поверхности.
Производные операции
Смешение двух и более базовых операций приводит к широкому разнообразию форм. Имеется много других производных операций. Например, смешение двух ambo, kis или expand операций вместе с операциями dual. Использование альтернативных операторов наподобие join, truncate, ortho, bevel и medial может упростить имена и удалить операторы dual. Общее число рёбер производных операций можно вычислить через мультипликаторы каждого отдельного оператора.
Оператор(ы) |
d |
a j |
k, t n, z |
e o |
g s |
a&k |
a&e |
k&k |
k&e k&a2 |
e&e
|
рёберный мультипликатор
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
8 |
9 |
12 |
16
|
Уникальных производных операторов
|
|
8 |
2 |
8 |
10 |
2
|
Операции в таблице показаны для куба (в качестве примера затравки) и нарисованы на поверхности куба. Голубые грани пересекают исходные рёбра, а розовые грани соответствуют исходным вершинам.
Производные операции
Оператор |
Пример |
Название |
Альтернативное построение |
вершины |
рёбра |
грани |
Описание
|
|
|
Затравка
|
|
v |
e |
f |
Исходный многогранник
|
at |
|
|
akd
|
3e |
6e |
v+2e+f |
Операция ambo после truncate
|
jk |
|
|
dak |
v+2e+f |
6e |
3e |
Операция join после kis. Подобна ortho, за исключением того, что новые квадратные грани вставляются на место исходных рёбер
|
ak |
|
|
dajd |
3e |
6e |
v+2e+f |
Операция ambo после kis. Подобна expand, за исключением того, что новые вершины добавляются на исходные рёбра, образуя два треугольника.
|
jt |
|
|
dakd = dat |
v+2e+f |
6e |
3e |
Операция join после truncate. Двойственный многогранник к полученному после операций truncate, затем ambo
|
tj |
|
|
dka |
4e |
6e |
v+e+f |
truncate join
|
ka |
|
|
|
v+e+f |
6e |
4e |
kis ambo
|
ea or ae |
|
|
aaa |
4e |
8e |
v+3e+f |
расширенная операция ambo, тройная операция ambo
|
oa or je |
|
|
daaa = jjj |
v+3e+f |
8e |
4e |
Операция ortho после ambo, тройная операция join
|
x=kt |
|
exalt |
kdkd dtkd |
v+e+f |
9e |
7e |
Операции kis truncate, триангуляция, деление рёбер на 3 части и добавление новых вершин в центр исходных граней. Операция преобразует геодезический многогранник[англ.] (a,b) в (3a,3b).
|
y=tk |
|
yank |
dkdk dktd |
v+e+f |
9e |
7e |
Операции truncate kis, расширение шестиугольниками вокруг каждого ребра Операция преобразует многогранник Голдберга[англ.] G(a,b) в G(3a,3b).
|
nk |
|
|
kdk = dtk = ktd |
7e |
9e |
v+e+f |
needled kis
|
tn |
|
|
dkdkd = dkt = tkd |
7e |
9e |
v+e+f |
truncate needle
|
tt |
|
|
dkkd |
7e |
9e |
v+e+f |
двойная операция truncate
|
kk |
|
|
dttd |
v+2e+f |
9e |
6e |
двойная операция kis
|
nt |
|
|
kkd = dtt |
v+e+f |
9e |
7e |
needle truncate
|
tz |
|
|
dkk = ttd |
6e |
9e |
v+2e+f |
truncate zip
|
ke |
|
|
kaa |
v+3e+f |
12e |
8e |
Kis expand
|
to |
|
|
dkaa |
8e |
12e |
v+3e+f |
truncate ortho
|
ek |
|
|
aak |
6e |
12e |
v+5e+f |
expand kis
|
ok |
|
|
daak = dek |
v+5e+f |
12e |
6e |
ortho kis
|
et |
|
|
aadkd |
6e |
12e |
v+5e+f |
расширенная операция truncate
|
ot |
|
|
daadkd = det |
v+5e+f |
12e |
6e |
ortho truncate
|
te or ba |
|
|
dkdaa |
8e |
12e |
v+3e+f |
truncate expand
|
ko or ma |
|
|
kdaa = dte ma = mj |
v+3e+f |
12e |
8e |
kis ortho
|
ab or am |
|
|
aka = ata |
6e |
12e |
v+5e+f |
ambo bevel
|
jb or jm |
|
|
daka = data |
v+5e+f |
12e |
6e |
joined bevel
|
ee |
|
|
aaaa |
v+7e+f |
16e |
8e |
double-expand
|
oo |
|
|
daaaa = dee |
8e |
16e |
v+7e+f |
double-ortho
|
Хиральные производные операции
Имеются другие производные операции, если используется gyro с операциями ambo, kis или expand и до трёх операций dual.
Оператор(ы) |
d |
a |
k |
e |
g |
a&g |
k&g |
e&g |
g&g
|
мультипликатор рёбер
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25
|
Уникальных производных операторов
|
|
4 |
8 |
4 |
2
|
Хиральные порождённые операции
Оператор |
Пример |
Название |
Построение |
вершин |
рёбер |
граней |
Описание
|
|
|
Затравка
|
|
v |
e |
f |
Исходный многогранник
|
ag |
|
|
as djsd = djs |
v+4e+f |
10e |
5e |
ambo gyro
|
jg |
|
|
dag = js dasd = das |
5e |
10e |
v+4e+f |
joined gyro
|
ga |
|
|
gj dsjd = dsj |
v+5e+f |
10e |
4e |
gyro ambo
|
sa |
|
|
dga = sj dgjd = dgj |
4e |
10e |
v+5e+f |
snub ambo
|
kg |
|
|
dtsd = dts |
v+4e+f |
15e |
10e |
kis gyro
|
ts |
|
|
dkgd = dkg |
10e |
15e |
v+4e+f |
truncated snub
|
gk |
|
|
dstd |
v+8e+f |
15e |
6e |
gyro kis
|
st |
|
|
dgkd |
6e |
15e |
v+8e+f |
snub truncation
|
sk |
|
|
dgtd |
v+8e+f |
15e |
6e |
snub kis
|
gt |
|
|
dskd |
6e |
15e |
v+8e+f |
gyro truncation
|
ks |
|
|
kdg dtgd = dtg |
v+4e+f |
15e |
10e |
kis snub
|
tg |
|
|
dkdg dksd |
10e |
15e |
v+4e+f |
truncated gyro
|
eg |
|
|
es aag |
v+9e+f |
20e |
10e |
expanded gyro
|
og |
|
|
os daagd = daag |
10e |
20e |
v+9e+f |
expanded snub
|
ge |
|
|
go gaa |
v+11e+f |
20e |
8e |
gyro expand
|
se |
|
|
so dgaad = dgaa |
8e |
20e |
v+11e+f |
snub expand
|
gg |
|
|
gs dssd = dss |
v+14e+f |
25e |
10e |
double-gyro
|
ss |
|
|
sg dggd = dgg
|
10e |
25e |
v+14e+f |
double-snub
|
Расширенные операторы
Эти расширенные операторы нельзя создать в общем виде с помощью выше перечисленных базовых операций. Некоторые операторы могут быть созданы как частные случаи с k и t операторами, но применённые к определённым граням и вершинам. Например, куб со снятой фаской, cC, может быть построен как t4daC, как ромбододекаэдр, daC или jC с усечёнными вершинами валентности 4. Поднятый куб lC — это то же самое, что t4kC, квинтододекаэдр qD можно построить как t5daaD, t5deD или t5oD, a дельтоидальный гексеконтаэдр можно построить как deD или oD с усечением вершин с валентностью 5.
Некоторые расширенные операторы образуют последовательность и даны с последующим числом. Например, ortho делит квадратную грань на 4 квадрата, а o3 может делить на 9 квадратов. o3 является уникальным построением, в то время как o4 можно получить как oo, оператор ortho, применённый дважды. Оператор loft может включать индекс подобно оператору kis, чтобы ограничить применение на грани с указанным числом сторон.
Операция chamfer (снятие фаски) создаёт многогранник Голдберга[англ.] G(2,0) с новыми шестиугольниками между исходными гранями. Последовательные операции chamfer создают G(2n,0).
Расширенные операции
Оператор |
Пример |
Название |
Альтернативное построение |
вершин |
рёбер |
граней |
Описание
|
|
|
Затравка
|
|
v |
e |
f |
Исходный многогранник
|
c (от chamfer) |
|
chamfer
|
dud |
v + 2e |
4e |
f + e |
Усечение рёбер. Вместо рёбер вставляются новые шестиугольные грани. Многогранник Голдберга[англ.] (0,2)
|
- |
|
-
|
dc |
f + e |
4e |
v + 2e |
Операция dual после chamfer
|
u |
|
subdivide |
dcd |
v+e |
4e |
f+2e |
Операция ambo, пока сохраняются исходные вершины Операция аналогична схеме Лупа подразделения поверхности[англ.] для треугольных граней
|
- |
|
|
cd |
f+2e |
4e |
v+e |
Операция dual после subdivide
|
l ln |
|
loft
|
|
v+2e |
5e |
f+2e |
Расширение каждой грани призмой, добавление меньшей копии каждой грани с трапециями между внутренней и внешней гранью.
|
|
|
|
dl dln |
f+2e |
5e |
v+2e |
Операция dual после loft
|
|
|
|
ld lnd |
f+2e |
5e |
v+2e |
Операция loft после dual
|
|
|
|
dld dlnd |
v+2e |
5e |
f+2e |
Операция, сопряжённая с loft
|
|
|
|
dL0 |
f+3e |
6e |
v+2e |
Операция dual после joined-lace
|
|
|
|
L0d |
f+2e |
6e |
v+3e |
Операция joined-lace после dual
|
|
|
|
dL0d |
v+3e |
6e |
f+2e |
Операция, сопряжённая с joined-lace
|
q |
|
quinto |
|
v+3e |
6e |
f+2e |
Операция ortho с последующим усечением вершин, находящихся в центре исходных граней. Операция создаёт 2 новых пятиугольника для каждого исходного ребра.
|
- |
|
|
dq |
f+2e |
6e |
v+3e |
Операция dual после quinto
|
|
|
|
qd |
v+2e |
6e |
f+3e |
Операция quinto после dual
|
- |
|
|
dqd |
f+3e |
6e |
v+2e |
Операция, сопряжённая с quinto
|
L0 |
|
joined-lace
|
|
v+2e |
6e |
f+3e |
Аналогична операции lace, но с новыми четырёхугольными гранями на месте исходных рёбер
|
L Ln |
|
Lace
|
|
v+2e |
7e |
f+4e |
Расширение каждой грани антипризмой, добавление повёрнутой меньшей копии каждой грани с треугольниками между старой и новой гранями. Индекс может быть добавлен для ограничения операции на грани с указанным числом сторон.
|
|
|
|
dL dLn |
f+4e |
7e |
v+2e |
Оператор dual после laced
|
|
|
|
Ld Ldn |
f+2e |
7e |
v+4e |
Оператор lace после dual
|
|
|
|
dLd dLnd |
v+4e |
7e |
f+2e |
Последовательность операций dual, lace, dual
|
K Kn |
|
staKe |
|
v+2e+f |
7e |
4e |
Подразделение граней с центральными чётырёхугольниками и треугольниками. Может быть добавлен индекс для ограничения операции на грани с определённым числом сторон.
|
|
|
|
dK dKn |
4e |
7e |
v+2e+f |
Операция dual после stake
|
|
|
|
Kd |
v+2e+f |
7e |
4e |
Операция stake после dual
|
|
|
|
dKd |
4e |
7e |
v+2e+f |
Операция, сопряжённая со stake
|
M3 |
|
edge-medial-3 |
|
v+2e+f |
7e |
4e |
Операция подобна m3, но не добавляются диагональные рёбра
|
|
|
|
dM3 |
4e |
7e |
v+2e+f |
Операция dual после edge-medial-3
|
|
|
|
M3d |
v+2e+f |
7e |
4e |
Операция edge-medial-3 после dual
|
|
|
|
dM3d |
4e |
7e |
v+2e+f |
Операция, сопряжённая с edge-medial-3
|
M0 |
|
joined-medial |
|
v+2e+f |
8e |
5e |
Операция подобна medial, но с добавлением ромбических граней на месте исходных рёбер.
|
|
|
|
dM0 |
v+2e+f |
8e |
5e |
Операция dual после joined-medial
|
|
|
|
M0d |
v+2e+f |
8e |
5e |
Операция joined-medial после dual
|
|
|
|
dM0d |
5e |
8e |
v+2e+f |
Операция, сопряжённая с joined-medial
|
m3 |
|
medial-3 |
|
v+2e+f |
9e |
7e |
Триангуляция с добавлением двух вершин на каждое ребро и одной вершины в центре каждой грани.
|
b3 |
|
bevel-3 |
dm3 |
7e |
9e |
v+2e+f |
Операция dual после medial-3
|
|
|
|
m3d |
7e |
9e |
v+2e+f |
Операция medial-3 после dual
|
|
|
|
dm3d |
v+2e+f |
9e |
7e |
Операция, сопряжённая с medial-3
|
o3 |
|
ortho-3 |
de3 |
v+4e |
9e |
f+4e |
Оператор ortho с делением рёбер на 3
|
e3 |
|
expand-3 |
do3 |
f+4e |
9e |
v+4e |
Оператор expand с делением рёбер на 3
|
X |
|
cross |
|
v+f+3e |
10e |
6e |
Комбинация операций kis и subdivide. Исходные рёбра делятся пополам и образуются треугольные и четырёхугольные грани.
|
|
|
|
dX |
6e |
10e |
v+f+3e |
Операция dual после cross
|
|
|
|
Xd |
6e |
10e |
v+f+3e |
Операция cross после dual
|
|
|
|
dXd |
v+f+3e |
10e |
6e |
Операция, сопряжённая с cross
|
m4 |
|
medial-4 |
|
v+3e+f |
12e |
8e |
Триангуляция с добавлением 3 вершин на каждое ребро и вершины в центр каждой грани.
|
u5 |
|
subdivide-5 |
|
v+8e |
25e |
f+16e |
Рёбра делятся на 5 частей Этот оператор делит рёбра и грани так, что образуется 6 треугольников вокруг каждой новой вершины.
|
Расширенные хиральные операторы
Эти операторы нельзя создать в общем виде из перечисленных выше базовых операций. Художник-геометр Харт[англ.] создал операцию, которую он назвал пропеллер.
- p – «propeller» = пропеллер (оператор вращения, создающий четырёхугольники на месте вершин). Эта операция самодвойственна: dpX=pdX.
Расширенные хиральные операции
Оператор |
Пример |
Название |
Альтернативное построение |
вершины |
рёбра |
грани |
Описание
|
|
|
«Затравка»
|
|
v |
e |
f |
Исходный многогранник
|
p rp=p |
|
propellor
|
|
v + 2e |
5e |
f + 2e |
Операция gyro, после которой выполняется ambo на вершинах в центрах исходных граней
|
- |
|
-
|
dp = pd |
f + 2e |
5e |
v + 2e |
Те же вершины, что и в gyro, но на месте исходных вершин образуются грани
|
- |
|
|
|
4e |
7e |
v+2e+f |
Операция подобна snub, но по периметру исходных граней идут пятиугольники, а не треугольники
|
- |
|
-
|
- |
v+2e+f |
7e |
4e |
|
w=w2=w2,1 rw=w |
|
whirl
|
|
v+4e |
7e |
f+2e |
Операция gyro с последующим усечением вершин в центре исходных граней. Операция создаёт 2 новых шестиугольника для каждого исходного ребра, многогранник Голдберга[англ.] (2,1) Производный оператор wrw преобразует G(a,b) в G(7a,7b).
|
v rv=v |
|
volute
|
dwd |
f+2e |
7e |
v+4e |
Оператор dual после whirl, или snub с последующей операцией kis на исходных гранях. Полученный оператор vrv преобразует геодезический многогранник (a,b) в (7a,7b).
|
g3 rg3=g3 |
|
gyro-3
|
|
v+6e |
11e |
f+4e |
Операция gyro создаёт 3 пятиугольника вдоль каждого исходного ребра
|
s3 rs3=s3 |
|
snub-3
|
dg3d = dg3 |
f+4e |
11e |
v+6e |
Операция dual после gyro-3, операция snub, делящая рёбра на 4 срединных треугольника и с треугольниками на месте исходных вершин
|
w3,1 rw3,1=w3,1 |
|
whirl-3,1
|
|
v+8e |
13e |
f+4e |
Операция создаёт 4 новых шестиугольника для каждого исходного ребра, многогранник Голдберга[англ.] (3,1)
|
w3=w3,2 rw3=w3 |
|
whirl-3,2
|
|
v+12e |
19e |
f+6e |
Операция создаёт 12 новых шестиугольников для каждого исходного ребра, многогранник Голдберга[англ.] (3,2)
|
Операции, сохраняющие исходные рёбра
Эти операции расширения оставляют исходные рёбра и позволяют применять оператор к любому независимому подмножеству граней. Нотация Конвея поддерживает дополнительный индекс для этих операций, указывающий число сторон у вовлечённых в операцию граней.
Операторы Коксетера
Операторы Коксетера/Джонсона[англ.] иногда полезны при смешении с операторами Конвея. Для ясности в нотации Конвея эти операции даны заглавными буквами. t-Нотация Коксетера определяет активные кружки как индексы диаграммы Коксетера — Дынкина. Таким образом, в таблице заглавная T с индексами 0,1,2 определяет однородные операторы из правильной затравки. Нулевой индекс представляет вершины, 1 представляет рёбра, а 2 представляет грани. При T = T0,1 это будет обычным усечением, а R = T1 является полным усечением, или операцией rectify, то же самое, что и оператор Конвея ambo. Например, r{4,3} или t1{4,3} является именем Коксетера для кубооктаэдра, а полноусечённый куб — это RC, то же самое, что ambo куб Конвея, aC.
Расширенные операции Коксетера
Оператор |
Пример |
Название |
Альтернативное построение |
вершины |
рёбра |
грани |
Описание
|
T0 |
, t0{4,3} |
«Затравка»
|
|
v |
e |
f |
Seed form
|
R = T1 |
, t1{4,3} |
rectify
|
a |
e |
2e |
f+v |
То же самое, что ambo, новые вершины добавляются в середине рёбер, а новые грани заменяют исходные вершины. Все вершины имеют валентность 4.
|
T2 |
, t2{4,3} |
dual birectify
|
d |
f |
e |
v |
Операция dual для затравочного многогранника — каждая вершина создаёт новую грань
|
T = T0,1 |
, t0,1{4,3} |
truncate |
t |
2e |
3e |
v+f |
Отсекаются все вершины.
|
T1,2 |
, t1,2{4,3} |
bitruncate[англ.] |
z = td |
2e |
3e |
v+f |
То же самое, что и zip
|
RR = T0,2 |
, t0,2{4,3} |
cantellate
|
aa=e |
2e |
4e |
v+e+f |
То же самое, что и expand
|
TR = T0,1,2 |
, t0,1,2{4,3} |
cantitruncate[англ.]
|
ta |
4e |
6e |
v+e+f |
То же самое, что и bevel
|
Полуоператоры
Оператор semi или demi Коксетера, H (от Half), уменьшает число сторон каждой грани вдвое, а четырёхугольные грани в двуугольники с двумя рёбрами, соединяющими две вершины, и эти два ребра могут быть заменены или не заменены одним ребром. Например, половинка куба, h{4,3}, полукуб, — это HC, представляющий один из двух тетраэдров. Ho сокращает ortho в ambo/Rectify.
Другие semi-операторы (полуоператоры) можно определить с использованием оператора H. Конвей называет оператор Snub (плосконосое усечение) Коксетера S, semi-snub (полуплосконосым усечением), определённым как Ht. Оператор snub s Конвея определяется как SR. Например, SRC — это плосконосый куб, sr{4,3}. Плосконосый октаэдр Коксетера, s{3,4} можно определить как SO, построение пиритоэдральной симметрии для правильного икосаэдра. Это также согласуется с определением правильной плосконосой квадратной антипризмой как SA4.
Оператор semi-gyro, G, определяется как dHt. Это позволяет определить оператор поворачивания Конвея g (gyro) как GR. Например, GRC — это gyro-куб, gC, или пентагональный икоситетраэдр. GO определяет пиритоэдр с пиритоэдральной симметрией, в то время как gT (gyro tetrahedron, гиротетраэдр) определяет тот же самый топологический многогранник с тетраэдральной симметрией.
Оба оператора S и G требуют, чтобы затравочный многогранник имел вершины чётной валентности. Во всех этих полуоператорах имеется два выбора для альтернации вершин для оператора half. Эти две конструкции в общем случае топологически не тождественны. Например, HjC определяет либо куб, либо октаэдр, в зависимости от того, какой набор вершин выбирается.
Другие операторы применимы только к многогранникам с гранями, имеющими чётное число рёбер. Простейшим оператором является semi-join, который является сопряжённым с оператором half, dHd.
Оператор semi-ortho, F, сопряжён с semi-snub. Он добавляет вершину в центр грани и делит пополам все рёбра, но соединяет новыми рёбрами центр только с половиной рёбер, создавая тем самым новые шестиугольные грани. Исходные квадратные грани не требуют наличия центральной вершины, а требует только одно ребро через грань, создающее пару пятиугольников. Например, двенадцатигранник тетартоид может быть построен как FC.
Оператор semi-expand, E, определяется как Htd или Hz. Оператор создаёт треугольные грани. Например, EC создаёт построение с пироэдральной симметрией псевдоикосаэдра[англ.].
Полуоператоры на многогранниках с гранями, имеющими чётное число сторон
Оператор |
Пример (Затравка — куб) |
Название |
Альтернативное построение |
вершин |
рёбер |
граней |
Описание
|
H = H1 H2 |
|
semi-ambo Half 1 и 2
|
|
v/2 |
e-f4 |
f-f4+v/2 |
Альтернирование[англ.], удаление половины вершин. Четырёхугольные грани (f4) редуцируются до одиночных рёбер.
|
I = I1 I2 |
|
semi-truncate 1 и 2
|
|
v/2+e |
2e |
f+v/2 |
Усекает каждую вторую вершину
|
|
|
semi-needle 1 и 2
|
dI |
v/2+f |
2e |
e+v/2 |
Операция needle каждой второй вершины
|
F = F1 F2 |
|
semi-ortho Flex 1 и 2
|
dHtd = dHz dSd |
v+e+f-f4 |
3e-f4 |
e |
Операция dual после semi-expand — создаются новые вершины на рёбрах и в центрах граней, 2n-угольники делятся на n шестиугольников, четырёхугольные грани (f4) не будут содержать центральной вершины, так что образуется две пятиугольные грани.
|
E = E1 E2 |
|
semi-expand Eco 1 и 2 |
Htd = Hz dF = Sd dGd |
e |
3e-f4 |
v+e+f-f4 |
Операция dual после semi-ortho — создаются новые треугольные грани. Исходные грани заменяются многоугольниками с половиной сторон, четырёхугольники (f4) при этом редуцируются до одиночных рёбер.
|
U = U1 U2 |
|
semi-lace CUp 1 и 2 |
|
v+e |
4e-f4 |
2e+f-f4 |
Наращение граней куполами.
|
V = V1 V2 |
|
semi-lace Anticup 3 и 4 |
|
v+e |
5e-f4 |
3e+f-f4 |
Наращение граней антикуполами
|
|
|
semi-medial 1 и 2
|
XdH = XJd |
v+e+f |
5e |
3e |
Поочерёдная операция medial относительно диагоналей
|
|
|
semi-medial 3 и 4
|
|
v+e+f |
5e |
3e |
Поочерёдная операция medial относительно медиан (соединяющих середины противоположных сторон)
|
|
|
semi-bevel 1 и 2
|
dXdH = dXJd |
3e |
5e |
v+e+f |
Поочерёдная операция bevel относительно диагоналей
|
|
|
semi-bevel 3 и 4
|
|
3e |
5e |
v+e+f |
Поочерёдная операция bevel относительно медиан
|
Полуоперации на многогранниках с вершинами чётной валентности
Оператор |
Пример (Затравка — октаэдр) |
Название |
Альтернативное построение |
вершин |
рёбер |
граней |
Описание
|
J = J1 J2 |
|
semi-join 1 и 2
|
dHd |
v-v4+f/2 |
e-v4 |
f/2 |
Оператор, сопряжённый с half, оператор join на чередующихся гранях. 4-валентные вершины (v4) редуцируются до 2-валентных и заменяются одним ребром.
|
|
|
semi-kis 1 и 2
|
dId |
v+f/2 |
2e |
f/2+e |
Операция kis на половине (поочерёдно, не соприкасающихся по ребру) граней
|
|
|
semi-zip 1 и 2
|
Id |
f/2+e |
2e |
v+f/2 |
Операция zip на половине граней
|
S = S1 S2 |
|
semi-snub 1 и 2 |
Ht dFd |
v-v4+e |
3e-v4 |
f+e |
Операция dual после semi-gyro — операция snub, вращение исходных граней с добавлением новых треугольных граней в получающиеся зазоры.
|
G = G1 G2 |
|
semi-gyro 1 и 2 |
dHt dS = Fd dEd |
f+e |
3e-v4 |
v-v4+e |
Операция dual после semi-snub — создаются пятиугольные и шестиугольные грани вдоль исходных рёбер.
|
|
|
semi-medial 1 и 2
|
XdHd = XJ |
3e |
5e |
v+e+f |
Операция medial на половине (не соприкасающихся ребром) граней
|
|
|
semi-bevel 1 и 2
|
dXdHd = dXJ |
v+e+f |
5e |
3e |
Операция bevel на половине (не соприкасающихся ребром) граней
|
Подразделения
Операция subdivision (подразделения) делит исходные рёбра на n новых рёбер, а внутренность граней заполняется треугольниками или другими многоугольниками.
Оператор ortho можно применить в серии степеней двойки четырёхугольных подразделений. Другие подразделения могут быть получены как результат факторизованных подразделений. Оператор propeller, применённый последовательно, даёт 5-орто подразделение. Если затравка имеет нечетырёхугольные грани, они остаются как уменьшенные копии для нечётных операторов ortho.
Примеры на кубе
Ortho |
|
o2=o |
o3 |
o4=o2 |
o5 =prp |
o6=oo3 |
o7 |
o8=o3 |
o9=o32 |
o10=oo5 =oprp
|
Пример
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вершины
|
v |
v+e+f |
v+4e |
v+7e+f |
v+12e |
v+17e+f |
v+24e |
v+31e+f |
v+40e |
v+63e+f
|
Рёбра
|
e |
4e |
9e |
16e |
25e |
36e |
49e |
64e |
81e |
128e
|
Грани
|
f |
2e |
f+4e |
8e |
f+12e |
18e |
f+24e |
32e |
f+40e |
64e
|
Expand (dual) |
|
e2=e |
e3 |
e4=e2 |
e5 =dprp |
e6=ee3 |
e7 |
e8=e3 |
e9=e32 |
e10=ee5 =doprp
|
Пример
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Оператор whirl создаёт многогранник Голдберга[англ.] G(2,1) с новыми шестиугольными гранями вокруг каждой исходной вершины. Две последовательные операции whirls создают G(3,5). В общем случае операция whirl может преобразовать G(a,b) в G(a+3b,2a-b) для a>b и тем же самым хиральным направлением. Если хиральные направления обратны, G(a,b) превращается в G(2a+3b,a-2b) при a>=2b и в G(3a+b,2b-a) при a<2b.
Операторы whirl-n образуют многогранники Голдберга (n,n-1) и могут быть определены путём деления рёбер затравочного многогранника на 2n-1 подрёбер.
Результат операции whirl-n и ей обратной образует (3n2-3n+1,0) многогранник Голдберга[англ.]. wrw образует (7,0), w3rw3 образует (19,0), w4rw4 образует (37,0), w5rw5 образует (61,0), а w6rw6 образует (91,0). Результат двух операций whirl-n — это ((n-1)(3n-1),2n-1) или (3n2-4n+1,2n-1). Произведение wa на wb даёт (3ab-2(a+b)+1,a+b-1), а wa на обратный wb даёт (3ab-a-2b+1,a-b) для ab.
Произведение двух идентичных операторов whirl-n образует многогранник Голдберга ((n-1)(3n-1),2n-1). Произведение k-whirl и zip — это (3k-2,1).
Операторы whirl-n
Название |
Затравка |
Whirl |
Whirl-3 |
Whirl-4 |
Whirl-5 |
Whirl-6 |
Whirl-7 |
Whirl-8 |
Whirl-9 |
Whirl-10 |
Whirl-11 |
Whirl-12 |
Whirl-13 |
Whirl-14 |
Whirl-15 |
Whirl-16 |
Whirl-17 |
Whirl-18 |
Whirl-19 |
Whirl-20 |
Whirl-n
|
Оператор (Состоавной) |
- |
w=w2 |
w3 |
w4 |
w5 |
w6 wrw3,1 |
w7 |
w8 w3,1w3,1 |
w9 ww5,1 |
w10 |
w11 |
w12 |
w13 ww7,2 |
w14 |
w15 |
w16 ww9,2 |
w17 w3w6,1 |
w18 |
w19 w3,1w7,3 |
w20 ww11,3 |
wn
|
Многогранник Голдберга[англ.]
|
(1,0) |
(2,1) |
(3,2) |
(4,3) |
(5,4) |
(6,5) |
(7,6) |
(8,7) |
(9,8) |
(10,9) |
(11,10) |
(12,11) |
(13,12) |
(14,13) |
(15,14) |
(16,15) |
(17,16) |
(18,17) |
(19,18) |
(20,19) |
(n,n-1)
|
T разложение
|
1 |
7 |
19 |
37 |
61 |
91 713 |
127 |
169 1313 |
217 731 |
271 |
331 |
397 |
469 767 |
547 |
631 |
721 7103 |
817 1943 |
919 |
1027 1379 |
1141 7163 |
3n(n-1)+1
|
Пример
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вершина
|
v |
v+4e |
v+12e |
v+24e |
v+40e |
v+60e |
v+84e |
v+112e |
v+144e |
v+180e |
v+220e |
v+264e |
v+312e |
v+364e |
v+420e |
v+480e |
v+544e |
v+612e |
v+684e |
v+760e
|
v+2n(n-1)e
|
Рёбра
|
e |
7e |
19e |
37e |
61e |
91e |
127e |
169e |
217e |
271e |
331e |
397e |
469e |
547e |
631e |
721e |
817e |
919e |
1027e |
1141e
|
e+3n(n-1)e
|
Грани
|
f |
f+2e |
f+6e |
f+12e |
f+20e |
f+30e |
f+42e |
f+56e |
f+72e |
f+90e |
f+110e |
f+132e |
f+156e |
f+182e |
f+210e |
f+240e |
f+272e |
f+306e |
f+342e |
f+380e
|
f+n(n-1)e
|
wnwn
|
(1,0) |
(5,3) |
(16,5) |
(33,7) |
(56,9) |
(85,11) |
(120,13) |
(161,15) |
(208,17) |
(261,19) |
(320,21) |
(385,23) |
(456,25) |
(533,27) |
(616,29) |
(705,31) |
(800,33) |
(901,35) |
(1008,37) |
(1121,39) |
((n-1)(3n-1),2n-1)
|
wnrwn
|
(1,0) |
(7,0) |
(19,0) |
(37,0) |
(61,0) |
(91,0) |
(127,0) |
(169,0) |
(217,0) |
(271,0) |
(331,0) |
(397,0) |
(469,0) |
(547,0) |
(631,0) |
(721,0) |
(817,0) |
(919,0) |
(1027,0) |
(1141,0) |
(1+3n(n-1),0)
|
wnz
|
(1,1) |
(4,1) |
(7,1) |
(10,1) |
(13,1) |
(16,1) |
(19,1) |
(22,1) |
(25,1) |
(28,1) |
(31,1) |
(34,1) |
(37,1) |
(40,1) |
(43,1) |
(46,1) |
(49,1) |
(52,1) |
(55,1) |
(58,1) |
(3n-2,1)
|
Операция un делит грани на треугольники путём деления каждого ребра на n частей, называемой n-частотным подразделением геодезического многогранника[англ.] Бакминстера Фуллера[2].
Операторы Конвея на многогранниках могут построить многие из этих подразделений.
Если все исходные грани являются треугольниками, новые многогранники будут также иметь все грани в виде треугольников, и на месте исходных граней создаются треугольные мозаики. Если исходные многогранники имеют грани с большим числом сторон, все новые грани не обязательно будут треугольниками. В таких случаях к многограннику сначала можно применить операцию kis с новыми вершинами в центре каждой грани.
Примеры подразделений на кубе
Оператор |
u1 |
u2 =u |
u3 =x |
u4 =uu |
u5 |
u6 =ux |
u7 =vrv |
u8 =uuu |
u9 =xx
|
Пример
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обозначение Конвея
|
C Архивная копия от 2 февраля 2017 на Wayback Machine
|
uC Архивная копия от 15 марта 2017 на Wayback Machine
|
xC Архивная копия от 16 марта 2017 на Wayback Machine
|
uuC Архивная копия от 15 марта 2017 на Wayback Machine
|
u5C
|
uxC Архивная копия от 15 марта 2017 на Wayback Machine
|
vrvC Архивная копия от 15 марта 2017 на Wayback Machine
|
uuuC Архивная копия от 15 марта 2017 на Wayback Machine
|
xxC Архивная копия от 15 марта 2017 на Wayback Machine
|
Вершины
|
v |
v+e |
v+e+f |
v+4e |
v+8e |
v+11e+f |
v+16e |
v+21e |
v+26e+f
|
Рёбра
|
e |
4e |
9e |
16e |
25e |
36e |
49e |
64e |
81e
|
Грани
|
f |
f+2e |
7e |
f+8e |
f+16e |
24e |
f+32e |
f+42e |
54e
|
Полная триангуляция
|
Оператор |
u1k |
u2k =uk |
u3k =xk |
u4k =uuk |
u5k |
u6k =uxk |
u7k =vrvk |
u8k =uuuk |
u9k =xxk
|
Пример
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Конвей
|
kC Архивная копия от 5 февраля 2017 на Wayback Machine
|
ukC Архивная копия от 15 марта 2017 на Wayback Machine
|
xkC Архивная копия от 15 марта 2017 на Wayback Machine
|
uukC Архивная копия от 16 марта 2017 на Wayback Machine
|
u5kC
|
uxkC Архивная копия от 15 марта 2017 на Wayback Machine
|
vrvkC Архивная копия от 15 марта 2017 на Wayback Machine
|
uuukC Архивная копия от 16 марта 2017 на Wayback Machine
|
xxkC Архивная копия от 15 марта 2017 на Wayback Machine
|
Двойственный Голдберга |
{3,n+}1,1 |
{3,n+}2,2 |
{3,n+}3,3 |
{3,n+}4,4 |
{3,n+}5,5 |
{3,n+}6,6 |
{3,n+}7,7 |
{3,n+}8,8 |
{3,n+}9,9
|
Операции Конвея могут дублировать некоторые многогранники Голдберга и двойственные геодезическим многогранникам. Число вершин, рёбер и граней многогранника Голдберга[англ.] G(m,n) можно вычислить исходя из m и n и число новых треугольников в каждом исходном треугольнике вычисляется по формуле T = m2 + mn + n2 = (m + n)2 mn. Построения (m,0) и (m,m) перечислены ниже обозначения операций Конвея.
Для двойственных многогранников Голдберга оператор uk определяется здесь как деление граней с подразделением рёбер на k частей. При этом оператор Конвея u = u2, а его сопряжённый оператор dud является оператором chamfer, c. Этот оператор используется в компьютерной графике, в схеме Лупа подразделения поверхности[англ.]. Оператор u3 задаётся оператором Конвея kt=x, а его сопряжённый оператор y=dxd=tk. Произведение двух whirl операторов с обращением хиральности, wrw или ww, даёт 7-подразделение в виде многогранника Голдберга[англ.] G(7,0), так что u7=vrv. Более мелкие подразделения и операции whirl в хиральных парах могут построить дополнительные формы класса I. Операция w(3,1)rw(3,1) даёт многогранник Голдберга G(13,0). Операция w(3,2)rw(3,2) даёт G(19,0).
Class I: Операции подразделения на икосаэдре как геодезические многогранники
(m,0) |
(1,0) |
(2,0) |
(3,0) |
(4,0) |
(5,0) |
(6,0) |
(7,0) |
(8,0) |
(9,0) |
(10,0) |
(11,0) |
(12,0) |
(13,0) |
(14,0) |
(15,0) |
(16,0)
|
T |
1 |
4 |
9 |
16 |
25 |
36 |
49 |
64 |
81 |
100 |
121 |
144 |
169 |
196 |
225 |
256
|
Операция Составной
|
u1
|
u2=u =dcd
|
u3=x =kt
|
u4 =u22 =dccd
|
u5
|
u6=u2u3 =dctkd
|
u7 =vv =dwrwd
|
u8=u23 =dcccd
|
u9=u32 =ktkt
|
u10=u2u5
|
u11
|
u12=u22u3 =dccdkt
|
u13 v3,1v3,1
|
u14=u2u7 =uvv =dcwrwd
|
u15= u3u5 =u5x
|
u16=u24 =dccccd
|
Треугольная грань
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Икосаэдр Конвей Геодезический[англ.]
|
I Архивная копия от 30 декабря 2016 на Wayback Machine {3,5+}1,0
|
uI=k5aI Архивная копия от 9 января 2017 на Wayback Machine {3,5+}2,0[англ.]
|
xI=ktI Архивная копия от 30 декабря 2016 на Wayback Machine {3,5+}3,0[англ.]
|
u2I Архивная копия от 9 января 2017 на Wayback Machine {3,5+}4,0
|
{3,5+}5,0
|
uxI Архивная копия от 9 января 2017 на Wayback Machine {3,5+}6,0
|
vrvI Архивная копия от 9 января 2017 на Wayback Machine {3,5+}7,0
|
u3I Архивная копия от 9 января 2017 на Wayback Machine {3,5+}8,0
|
x2I Архивная копия от 8 января 2018 на Wayback Machine {3,5+}9,0
|
{3,5+}10,0
|
{3,5+}11,0
|
u2xI Архивная копия от 10 января 2017 на Wayback Machine {3,5+}12,0
|
{3,5+}13,0
|
uvrvI Архивная копия от 9 января 2017 на Wayback Machine {3,5+}14,0
|
{3,5+}15,0
|
u4I Архивная копия от 9 января 2017 на Wayback Machine {3,5+}16,0
|
Двойственный оператор
|
|
c |
y =tk |
cc |
c5 |
cy =ctk |
ww =wrw |
ccc |
y2 =tktk |
cc5 |
c11 |
ccy =cctk |
w3,1w3,1 |
cww =cwrw |
c5y |
cccc
|
Додекаэдр Конвей Голдберг[англ.]
|
D Архивная копия от 30 декабря 2016 на Wayback Machine {5+,3}1,0
|
cD Архивная копия от 21 октября 2016 на Wayback Machine {5+,3}2,0[англ.]
|
yD Архивная копия от 21 октября 2016 на Wayback Machine {5+,3}3,0[англ.]
|
ccD Архивная копия от 21 октября 2016 на Wayback Machine {5+,3}4,0
|
c3D {5+,3}5,0
|
cyD Архивная копия от 21 октября 2016 на Wayback Machine {5+,3}6,0
|
wrwD Архивная копия от 21 октября 2016 на Wayback Machine {5+,3}7,0
|
cccD Архивная копия от 21 октября 2016 на Wayback Machine {5+,3}8,0
|
y2D Архивная копия от 30 декабря 2016 на Wayback Machine {5+,3}9,0
|
cc5D {5+,3}10,0
|
c11D {5+,3}11,0
|
ccyD Архивная копия от 9 января 2017 на Wayback Machine {5+,3}12,0
|
w3,1rw3,1D {5+,3}13,0
|
cwrwD Архивная копия от 9 января 2017 на Wayback Machine {5+,3}14,0
|
c5yD {5+,3}15,0
|
ccccD Архивная копия от 9 января 2017 на Wayback Machine G{5+,3}16,0
|
Может быть определено также ортогональное подразделение, используя оператор n=kd. Оператор преобразует геодезический многогранник[англ.] (a,b) в (a+2b,a-b) для a>b. Он преобразует (a,0) в (a,a), а (a,a) в (3a,0). Оператор z=dk делает то же самое для многогранников Голдберга.
Класс II: Операции ортогонального подразделения
(m,m) |
(1,1) |
(2,2) |
(3,3) |
(4,4) |
(5,5) |
(6,6) |
(7,7) |
(8,8) |
(9,9) |
(10,10) |
(11,11) |
(12,12) |
(13,13) |
(14,14) |
(15,15) |
(16,16)
|
T= m23 |
3 13 |
12 43 |
27 33 |
48 243 |
75 253 |
108 363 |
147 493 |
192 643 |
243 813 |
300 1003 |
363 1213 |
432 1443 |
507 1693 |
588 1963 |
675 2253 |
768 2563
|
Операция
|
u1n n =kd
|
u2n =un =dct
|
u3n =xn =ktkd
|
u4n =u22n =dcct
|
u5n
|
u6n =u2=u3n =dctkt
|
u7n =vvn =dwrwt
|
u8n =u23n =dccct
|
u9n =u32n =ktktkd
|
u10n =u2u5n
|
u11n
|
u12n =u22u3n =dcctkt
|
u13n
|
u14n =u2u7n =dcwrwt
|
u15n =u3u5n
|
u16n =u24n =dcccct
|
Треугольная грань
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Икосаэдр Конвей Геодезический[англ.]
|
nI Архивная копия от 9 января 2017 на Wayback Machine {3,5+}1,1
|
unI Архивная копия от 30 декабря 2016 на Wayback Machine {3,5+}2,2
|
xnI Архивная копия от 9 января 2017 на Wayback Machine {3,5+}3,3
|
u2nI Архивная копия от 30 декабря 2016 на Wayback Machine {3,5+}4,4
|
{3,5+}5,5
|
uxnI Архивная копия от 9 января 2017 на Wayback Machine {3,5+}6,6
|
vrvnI Архивная копия от 9 января 2017 на Wayback Machine {3,5+}7,7
|
u3nI Архивная копия от 9 января 2017 на Wayback Machine {3,5+}8,8
|
x2nI Архивная копия от 9 января 2017 на Wayback Machine {3,5+}9,9
|
{3,5+}10,10
|
{3,5+}11,11
|
u2xnI Архивная копия от 10 января 2017 на Wayback Machine {3,5+}12,12
|
{3,5+}13,13
|
dcwrwdnI Архивная копия от 9 января 2017 на Wayback Machine {3,5+}14,14
|
{3,5+}15,15
|
u4nI {3,5+}16,16
|
Двойственный оператор
|
z =dk |
cz =cdk |
yz =tkdk |
c2z =ccdk |
c5z |
cyz =ctkdk |
wwz =wrwdk |
c3z =cccdk
|
y2z =tktkdk |
cc5z |
c11z |
c2yz =c2tkdk |
c13z |
cwwz =cwrwdk |
c3c5z |
c4z =ccccdk
|
Додекаэдр Конвей Голдберг[англ.]
|
zD Архивная копия от 21 октября 2016 на Wayback Machine {5+,3}1,1
|
czD Архивная копия от 7 апреля 2016 на Wayback Machine {5+,3}2,2[англ.]
|
yzD Архивная копия от 30 декабря 2016 на Wayback Machine {5+,3}3,3
|
cczD Архивная копия от 7 апреля 2016 на Wayback Machine {5+,3}4,4
|
{5+,3}5,5
|
cyzD Архивная копия от 9 января 2017 на Wayback Machine {5+,3}6,6
|
wrwzD Архивная копия от 9 января 2017 на Wayback Machine {5+,3}7,7
|
c3zD Архивная копия от 9 января 2017 на Wayback Machine {5+,3}8,8
|
y2zD Архивная копия от 9 января 2017 на Wayback Machine {5+,3}9,9
|
{5+,3}10,10 |
G{5+,3}11,11
|
ccyzD Архивная копия от 9 января 2017 на Wayback Machine {5+,3}12,12
|
{5+,3}13,13
|
cwrwzD Архивная копия от 9 января 2017 на Wayback Machine G{5+,3}14,14
|
{5+,3}15,15
|
cccczD Архивная копия от 9 января 2017 на Wayback Machine {5+,3}16,16
|
Большинство геодезических многогранников и двойственные к многогранникам Голдберга G(n,m) нельзя построить с помощью операторов, производных от операторов Конвея. Операция whirl создаёт многогранник Голдберга[англ.] G(2,1) с новыми шестиугольными гранями вокруг каждой исходной вершины, а n-whirl образует G(n,n-1). На формах с икосаэдральной симметрией t5g эквивалентен в этом случае whirl. Операция v (=volute = виток, оборот) представляет треугольное подразделение, двойственное whirl. На икосаэдральных формах операция может быть осуществлена с помощью производного оператора k5s, pentakis snub.
Две последовательные операции whirl создают G(3,5). В общем случае операция whirl может преобразовать G(a,b) в G(a+3b,2a-b) для a>b с тем же самым хиральным направлением. Если хиральное направление обратное, G(a,b) становится G(2a+3b,a-2b) для a>=2b, и G(3a+b,2b-a) для a<2b.
Класс III: Операции подразбиения на неравные части
Операция Составная |
v2,1 =v |
v3,1 |
v3,2=v3 |
v4,1 =vn |
v4,2 =vu |
v5,1 |
v4,3=v4 |
v5,2 =v3n |
v6,1 |
v6,2 =v3,1u |
v5,3 =vv |
v7,1 =v3n |
v5,4=v5 |
v6,3 =vx |
v7,2
|
T |
7 |
13 |
19 |
21 73 |
28 74 |
31 |
37 |
39 133 |
43 |
52 134 |
49 77 |
57 193 |
61 |
63 97 |
67
|
Треугольная грань
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Икосаэдр Конвей Геодезический[англ.]
|
vI {3,5+}2,1
|
v3,1I {3,5+}3,1
|
v3I {3,5+}3,2
|
vnI Архивная копия от 3 февраля 2017 на Wayback Machine {3,5+}4,1
|
vuI {3,5+}4,2
|
{3,5+}5,1
|
v4I {3,5+}4,3
|
v3nI {3,5+}5,2
|
{3,5+}6,1
|
v3,1uI {3,5+}6,2
|
vvI {3,5+}5,3
|
v3nI {3,5+}7,1
|
v5I {3,5+}5,4
|
vxI Архивная копия от 8 января 2018 на Wayback Machine {3,5+}6,3
|
v7,2I {3,5+}7,2
|
Оператор
|
w |
w3,1 |
w3 |
wz |
wc |
w5,1 |
w4 |
w3,1z |
w6,1 |
w3,1c |
ww |
w3z |
w5 |
wy |
w7,2
|
Додекаэдр Конвей
|
wD Архивная копия от 21 октября 2016 на Wayback Machine {5+,3}2,1
|
w3,1D {5+,3}3,1
|
w3D {5+,3}3,2
|
wzD Архивная копия от 21 октября 2016 на Wayback Machine {5+,3}4,1
|
wcD Архивная копия от 21 октября 2016 на Wayback Machine {5+,3}4,2
|
w5,1D {5+,3}5,1
|
w4D {5+,3}4,3
|
w3zD {5+,3}5,2
|
{5+,3}6,1
|
w3,1cD {5+,3}6,2
|
wwD Архивная копия от 21 октября 2016 на Wayback Machine {5+,3}5,3
|
w3zD {5+,3}7,1
|
w5D {5+,3}5,4
|
wyD Архивная копия от 8 января 2018 на Wayback Machine {5+,3}6,3
|
w7,2D {5+,3}7,2
|
Другие операции класса III: Операции подразбиения на неравные части
Операция Составная
|
v8,1
|
v6,4 =v3u
|
v7,3
|
v8,2 =wcz
|
v6,5=v6 =vrv3,1
|
v9,1 =vv3,1
|
v7,4
|
v8,3
|
v9,2
|
v7,5
|
v10,1 =v4n
|
v8,4 =vuu
|
v9,3 =v3,1x
|
v7,6=v7
|
v8,6 v4u
|
T |
73 |
76 194 |
79 |
84 743 |
91 137 |
93 |
97 |
103 |
109 |
111 373 |
112 744 |
117 139 |
127 |
148 374
|
Треугольная грань
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Икосаэдр Конвей Геодезический[англ.]
|
v8,1I {3,5+}8,1
|
v3uI {3,5+}6,4
|
v7,3I {3,5+}7,3
|
vunI {3,5+}8,2
|
vv3,1I {3,5+}6,5
|
vrv3,1I {3,5+}9,1
|
v7,4I {3,5+}7,4
|
v8,3I {3,5+}8,3
|
v9,2I {3,5+}9,2
|
v7,5I {3,5+}7,5
|
v4nI {3,5+}10,1
|
vuuI {3,5+}8,4
|
v3,1xI {3,5+}9,3
|
v7I {3,5+}7,6
|
v4uI {3,5+}8,6
|
Оператор
|
w8,1
|
wrw3,1
|
w7,3
|
w3,1c
|
wcz
|
w3,1w
|
w7,4
|
w8,3
|
w9,2
|
w7,5
|
w4z
|
wcc
|
w3,1y
|
w7
|
w4c
|
Додекаэдр Конвей
|
w8,1D {5+,3}8,1
|
w3cD {5+,3}6,4
|
w7,3D {5+,3}7,3
|
wczD {5+,3}8,2
|
ww3,1D {5+,3}6,5
|
wrw3,1D {5+,3}9,1
|
w7,4D {5+,3}7,4
|
w8,3D {5+,3}8,3
|
w9,2D {5+,3}9,2
|
w7,5D {5+,3}7,5
|
w4zD {5+,3}10,1
|
wccD {5+,3}8,4
|
w3,1yD {5+,3}9,3
|
w7D {5+,3}7,6
|
w4cD {5+,3}8,6
|
Примеры многогранников по симметрии
Повторение операций, начав с простой формы, может дать многогранники с большим числом граней, сохраняющих симметрию затравки.
Тетраэдральная симметрия
-
-
-
tatT
-
stT
-
XT (10e)
-
dXT (10e)
-
m3T
-
b3T
-
dHccC
-
dFtO
-
FtO
Октаэдральная симметрия
-
-
-
-
-
-
-
m3C (6e)
-
m3O (6e)
-
b3C (6e)
-
b3O (6e)
-
-
qC (6e)
-
-
-
-
XO (10e)
-
XC (10e)
-
dXO (10e)
-
dXC (10e)
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
H1taC
-
H2taC
-
dH1taC
-
dH2taC
- Хиральные
Изоэдральная симметрия- Хиральные
-
-
sD (5e)
-
wD (7e)
-
-
saD (10e)
-
saD (10e)
-
g3D (11e)
-
s3D (11e)
-
g3I (11e)
-
s3I (11e)
-
stI (15e)
-
stD (15e)
-
wtI (21e)
-
k5k6stI (21e)
Диэдральная симметрия
-
t4daA4=cA4
-
t4daA4=cA4 (side)
-
t4daA4=cA4 (top)
-
tA4
-
tA5
-
htA2
-
htA3=I
-
htA4
-
htA5
-
eP3 = aaP3
-
eA4 = aaA4
Тороидальная симметрия
Тороидальные мозаики существуют на плоском торе, на поверхности дуоцилиндра[англ.] в четырёхмерном пространстве, но могут быть спроектированы в трёхмерное пространство как обычный тор. Эти мозаики топологически подобны подмножествам мозаик евклидовой плоскости.
-
1x1 правильный квадратный тор, {4,4}1,0
-
Правильный 4x4 квадратный тор, {4,4}4,0
-
tQ2412 проекция на тор
-
taQ2412 проекция на тор
-
actQ248 проекция на тор
-
tH2412 проекция на тор
-
taH248 проекция на тор
-
kH2412 проекция на тор
Евклидова квадратная симметрия
Евклидова треугольная симметрия
-
tH
-
c
-
cH
-
ctH
-
dakH
-
aaaH
-
aaaH, равносторонняя
См. также
Примечания
- Cumulation - from Wolfram MathWorld . Дата обращения: 25 октября 2017. Архивировано 24 ноября 2017 года.
- Pugh, 1976, с. 63.
Литература- George W. Hart[англ.], Sculpture based on Propellorized Polyhedra, Proceedings of MOSAIC 2000, Seattle, WA, August, 2000, pp. 61–70 [1] Архивная копия от 3 ноября 2017 на Wayback Machine
- John H. Conway, Heidi Burgiel, Chaim Goodman-Strass. Chapter 21: Naming the Archimedean and Catalan polyhedra and Tilings // The Symmetries of Things. — 2008. — ISBN 978-1-56881-220-5.
- Visualization of Conway Polyhedron Notation // World Academy of Science, Engineering and Technology 50. — 2009.
Ссылки
|
|