切线、路径与变换

VectorPaint 对数螺线:按每转九十度半径加倍核间隔

以四次四分之一圈的半径一二四八十六核等比增长,和同角度等差半径作独立对照。

本课不是此前等距螺线的固定径向步长,而是每转同样角度乘相同比例。用五个锚点和中间采样画对数螺线的近似示意,计算规则在外部保留;不把少量直线折点称为精确曲线,也不把自然物外观自动判成数学模型。

先定角度单位与乘法规则

纸面规定起点角零度、半径一,从正横轴逆时针转,每九十度半径加倍。因此半径函数可写二的角度除以九十次方,角度若换弧度必须连同分母改成二分之圆周率,不能把度数直接代到弧度公式。开一千八百见方画布,把中心放九百九百,每单位四十,最大半径十六占六百四十。先建四轴、采样点、近似曲线与文字层,并给一圈以内的方向箭头,避免屏幕纵轴向下让读者把递增方向看反。

按一圈列出五个径向锚点

在零、九十、一百八十、二百七十与三百六十度,半径依次一二四八十六。转成数学坐标分别是一零、零二、负四零、零负八、十六零。起点与末点方向相同却不是同一点,必须在正横轴分开放两点,不闭合成环。参照Wolfram对数螺线定义核指数径向关系,本例选用方便手算的倍增常数;不是该来源对任何实际贝壳、生长速度或作品比例的测量结论。

加入四十五度中间点再连线

每四十五度半径乘根号二,因此角四十五时坐标一一,一百三十五时负二二,二百二十五时负四负四,三百一十五时八负八。把这四点插入原五点之间,可减少只连接四轴点造成的粗折角;若还需要更平顺,继续按二十二点五度采样,半径倍率为四次根号二。所有采样必须由同一公式出发,不能为了视觉圆滑把外侧一个点随意拉近中心。曲线若用手柄拟合,旁注说明它经过采样点的程度与外部公式的精度不同。

比较相邻半径比和半径差

依次算二除一、四除二、八除四、十六除八,都等于二;相邻半径差却为一二四八,不恒定。在图旁开两行记录,第一行写倍率二保持,第二行写增量逐次变大。不能仅用“越往外越宽”代替规则,因为很多其他曲线也如此。再检查每半圈半径乘四,每整圈乘十六,作为从不同角步长复核同一模型的办法。描边宽度保持一致,图上看见的线间空白不是严格等同于径向差的任意法向距离。

另画固定增量的旧模型对照

在独立图区用同样五个角度,半径改成一二三四五,每九十度只加一。这是等距螺线的等角度等差采样,不是本课对数样本;第三个锚点已从负四零变成负三零,终点也只有五零。两图用相同单位比例并保留全部半径数,不能各自自动铺满框后再说外观宽窄证明增长关系。标题写等比与等差,完整规则写在图旁,避免与旧教程只换颜色、只换文件名而没有实质数学任务差异。

旋转与缩放关系只在规则内核对

把本模型从九十度开始的一段向回旋转九十度,再将半径除二,会回到对应的前一段,因为等角增量对应固定倍率。可选九十度半径二与零度半径一、一百八十度半径四与九十度半径二两对点示范。这里的自相似是本指数规则下的关系,不表示复制一条任意螺线再缩放都可重合,也不意味着图中每小段曲率相等。不要混淆缩放比二与新增圈数;本课只画一圈,超过三百六十度的部分尚未绘制就不能当成已有结果。

排查闭合末端与反向屏幕坐标

路径末端应停在十六零,不回到一零;若填充功能自动补了一条闭合边,应取消填充并检查路径编辑状态,保留开放曲线身份。数学九十度点在中心上方,屏幕位置九百八百二十,不应放到下方后仍写逆时针。放大检查最内半径一的点没有被中心标记盖住。若图像输出过小,先简化标签或扩大画幅,不以拖动锚点冒充重新计算。任何自然参照都另列观察对象,本练习不验证生物结构严格服从该倍率或角度。

重开按五半径与四倍率验收

保存原稿再退出重开,不看答案从四轴和箭头读出五个半径,核一二四八十六和四次倍率二,再抽查四十五度的一一与三百一十五度的八负八。对照图必须仍是一二三四五,并用同一比例展示。打开最终输出,确认开放末端、方向、负号和近似拟合说明都保留;没有检查的格式不写精确兼容。完成标准是读者能从角度复算半径并区分等比与等差模型,而不是应用自动识别了自然界对数螺线或生成了无限精度函数曲线。

相关教程与资料

VectorPaint 等距螺线:让角度与半径按同一规则增长、VectorPaint 椭圆焦点示意:分清长短半轴和两焦点距离。

资料核对:2026 年 11 月 14 日,VectorPaint 公开版本 1.0.8,最低要求 iOS / iPadOS 17.0。范围参照官方 App Store与Apple 公开查询。手工练习使用安装版本实际可见入口;外部演算、文字记录与示意不代表内置自动分析。本文没有逐项真机、私人文件或全部导出环境实测声明。