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ヒマワリのボロノイ

ヒマワリの種の配置をボロノイ分割した図。ほぼ六角形のセルが同心の帯をなして色分けされている
Vogel のヒマワリ配置620点を「どの種に最も近いか」で分割。色は隣のセルとの番号差=螺旋の本数で、中心から 13→21→34→55→89 とフィボナッチ数の帯が切り替わる

なにか

このギャラリーの収蔵品どうしを掛け合わせる実験の第1号。ヒマワリの種の並び(フィロタキシス)を母点にして、キリンの模様と同じボロノイ分割をかけた。すると3つの性質がいっぺんに現れる。①セルはほぼすべて六角形(内側515セルの平均隣接数は5.99——どんな分割でも平均は6に近づくというオイラーの公式の帰結)。②セルの面積はほぼ完全に均一(ばらつき1.3%)。黄金角で置くと種1粒あたりの取り分が等しくなる——ヒマワリが黄金角を「選ぶ」理由がセルの形で見える。③隣どうしの種の番号差は、620粒すべてでフィボナッチ数しか現れない。ヒマワリの頭で螺旋を数えると21本や34本になるのはこのため——螺旋とは「番号差が同じ隣接ペアの連なり」のことだ。

どう作ったか

フィロタキシスの生成器(r=c√n・θ=n×黄金角)の点をそのまま母点にし、ボロノイの生成器と同じ半平面クリップで円盤を分割した。機械検査は7件: 平均隣接数≈6・番号差が100%フィボナッチ・面積のばらつき<3%・面積和=円盤・螺旋本数の帯が半径順、など。色分けは「そのセルの隣接番号差の最大フィボナッチ数」——同じ色の帯の中では螺旋の本数が一定で、帯の境目が本数の切り替わる場所になる。

→ フィロタキシス(母点の出どころ・黄金角の必然性)

→ ボロノイ図(分割の道具・キリンの模様)

→ ハニカム(六角形がいちばん壁が少ない)

出典

数理
H. Vogel, "A better way to construct the sunflower head" (1979) / G. Voronoi (1908)。掛け合わせと帯の色分けは本ギャラリーのオリジナル
生成
generators/sunflower.js(620点・番号差の最大フィボナッチで彩色)