alife_sandpile — 2D `artificial-life` op

• Datenarten: image → image

• Aufruf: fullseye.apply(img, "alife_sandpile", a=0.5, b=0.5) (das 2-D-Modell ist ein Bild plus zwei skalare Regler a,b∈[0,1])

Verwendung

Abelscher Sandhaufen / selbstorganisierte Kritikalität (Bak-Tang-Wiesenfeld 1987).

> Die ausführliche Beschreibung unten ist der Originaltext — Zusammenfassung und Überschriften sind übersetzt.

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).

Ausführlicher Anwendungsleitfaden

• Leitfaden zur Familie gallery2d_physics_alife_3d

Referenzen (Beispieldaten, Literatur)

• Katalog der Beispieldaten (Download-URLs / Lizenzen) — 2-D nutzt skimage.data (BSD/Public Domain) plus synthetische Bilder, 3-D nennt Download-URLs echter Datenquellen (Stanford, PDS, …).

• Herkunft und Literatur der Operatoren — die Quellen der Forschung/Verfahren, auf denen diese Operatorfamilie beruht.

• Der kanonische Algorithmus (Autor, Jahr) und seine Anwendungen stehen im Familienleitfaden oben.

Ausführbare Beispiele (verifizierte Samples, die diesen Operator wirklich aufrufen)

• gallery2d_physics_alife_3d — py -3.11 examples/gallery2d_physics_alife_3d.py

Typkompatible Folge-Operatoren (nehmen `image` als Eingabe)

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

Gleiche Kategorie (`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. Diese Notiz wird von tools/opdocs.py md erzeugt (nicht von Hand bearbeiten).*

alife_sandpile — 2D artificial-life op