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觀點 · Essay

從三角形裡那圈鏤空,到維度裡那個小數:二進位碎形的設計語言

從B站一支二十一分四十九秒的科普長片出發,讀謝爾賓斯基三角的負空間排版、康託爾集的刪除節奏與分數維度的比例刻度,看零與一如何在像素格與無限縮放影像裡長成一套視覺語言。

設計觀察 ·
從三角形裡那圈鏤空,到維度裡那個小數:二進位碎形的設計語言

B站搜尋頁的第一張影片卡,時長標籤寫著二十一分四十九秒,標題分成兩段:前半是「二進制裡隱藏的分形」,後半問「到底什麼是分數維度?」。上傳不到一天,六點五萬次播放。大陸慣稱的分形,臺灣教材多寫作碎形,字面兩套,指的是同一族圖形。這族圖形有個共通的出身:多半只靠零與一就能長出來。

一個位元決定一格的墨

這類影片的標準起手畫面是帕斯卡三角形。從頂端的一開始,每往下一層多一格,格內填數;把單數的格子塗黑,偶數留白。前幾排看起來像雜訊,到第三十二層上下,輪廓自己浮出來:一個大三角形,正中央缺了一個倒三角,三個角上各有一套縮小一半的同款圖案,小圖案裡繼續缺、繼續長。

從排版的角度讀,這是負空間的教科書案例。留白在這裡沒有襯託誰,它自己就是結構,每一輪刪除都替圖案加上一階細節。這種以刪為加的造形法,剪紙師傅最熟,對摺幾刀,攤開就是一片雪花;謝爾賓斯基三角把同樣的手工直覺交給算術執行,偶數格就是刀口。比例的配方也極簡:三個二分之一的複本拼回母體,一比二,三份,參數到此為止。

更貼近設計行業的事實是,每一格只需要一個位元。零或一,上墨或留白,這正是點陣圖的基本單位;早期報刊的半色調網點,靠一個位元的深淺排布騙出灰階,用的是同一份原理。二進位與視覺設計的親戚關係,在這一層就成立了,它本來就是關於像素的語言,碎形只是把這份家譜攤開來。

維度從類別變成刻度

另一件標準展品是康託爾集。一條線段刪去中間三分之一,對剩下的兩段各再刪中間三分之一,一路刪下去。畫在紙上,它趨近一條節奏嚴格的虛線,像尺規上的刻度被抄進一行字。刪除在這裡是造形手段,拿掉得越多,圖形越有自己的長相。

分數維度就在這個脈絡下登場。線是一維,面是二維,這些圖形卡在中間不上不下:謝爾賓斯基三角是一點五八五,康託爾集是零點六三一,門格海綿是二點七二七。維度從整數的類別,變成小數點後三位的刻度。

對做設計的人,這組數字有個務實的讀法:維度量的是一個形狀填滿所在空間的密度,換句話說,紋理的粗細等級。海岸線換把短尺就量得更長,是同一套邏輯,你放得越大,它給的細節越多。把形狀換算成可核對的數字欄位,這門手藝我們在蘋果立體尺寸圖紙那篇看過工程版本,半徑標註與禁放區邊界各就各位;碎形維度算是同一件事的數學版,給「看起來很碎」一個精確到小數的說法。

統計圖卡呈現謝爾賓斯基三角的碎形維度為 1.585,介於一維線段與二維平面之間
三個二分之一的複本,對數相除,落在線與面之間

無限縮放作為一種影像格式

曼德博集合的畫面許多人認得:黑色的心形本體,外圍一圈圈等高線式的色帶。上色規則叫逃逸時間,每個像素對應一個複數,送進同一條公式疊代,飛散得快的像素配外側色階,留得久的配內側。整張圖沒有一筆是手繪的,全是計算結果,配色卻像地形圖一樣有等高線的秩序。

這類影像在B站的資歷比想像中老。二〇一九年「燒風」上傳的三維曼德博球動畫,累積四百五十一萬次播放;「棧一格」用 UltraFractal 加上內附的 Python 程式碼,兩分半教你做出無限縮放的 4K60 影片;追溯到二〇一七年,已有三十四段碎形動畫的合輯。縮放是這個類型的核心體驗:畫面永遠可以再放大,細節永遠不結清。它與手機上的縮放手勢正好唱反調,兩指一開,內容通常變大變粗,這裡兩指一開,畫面換上一批更小的同款。

由規則生成、由參數調色的圖像,如今在動態識別與參數化紋理裡被反覆借用,品牌方看上的是它規則極簡、結果豐富的性價比。而幾百萬人輪流把同一個數學物件放到最大,這種集體取景我們在我們一起看月亮爬上來那篇聊過。天然的正圓與天然的自相似共享同一種好處:鏡頭不必發明素材,只需要到位。

統計圖卡呈現二〇一九年上傳B站的三維曼德博球動畫累積超過四百五十一萬次播放

搜尋頁本身就是展間

回到搜尋頁,兩個關鍵字把幾面不相幹的貨架拉到同一面牆上。數學科普長片旁邊,是「核彈君」的 Verilog 二進位碼轉溫度計碼譯碼器演示;再過去有近三百萬次播放的 LeetCode 二進位求和題解、用心電感應包裝的二進位猜數字魔術,還有《明日方舟:終末地》裡找隱藏容器的攻略影片。溫度計碼特別值得一提,它把一串二進位換成一段遞增的亮條,工程師拿位元數換直觀,跟設計師拿色階換數據是同一門手藝。

每張影片卡用同樣的欄位裝下完全不同的知識,時長標籤與播放次數各就各位,日期成了唯一的年代標記:二〇二二年的硬體演示貼著昨天剛上傳的遊戲攻略,排在一起像一場跨屆聯展。標題裡那個「隱藏」也值得留意,它把數學影片包裝成解謎影片,藏起來的東西才有被找出來的樂趣,同一個字也撐著遊戲攻略與魔術教學的標題學。二十一分四十九秒的片長則是另一組反差:在短影音當道的年份,講維度定義的長片一天六點五萬播放,「沉思錄」三個字掛在頻道名裡,把慢講當成定位。彈幕則替這一切加上批註圖層,觀眾的即時感想橫向流過黑白方格,數學影片長出了自己的註解介面。

清單圖卡列出B站搜尋頁上被二進位與碎形兩個關鍵字拉到同一面牆的內容類型,從數學科普長片到遊戲收集品攻略

落點在小數裡

碎形留給設計的啟示很省事:把單位縮到一個位元,把規則縮到一句話,剩下的交給重複。大多數識別設計求一眼認出,自相似的圖案求的是每一層都像又都不像,放大之後仍認得出來,卻總有新的細節可看。

維度裡的小數則是另一份提醒。疏與密、線與面之間,本來就連續著許多可調的位置;色彩有飽和度的滑桿,形狀也有自己的刻度,一點五八五就是一個可以落點的地方。