均一なタイリング

幾何学において均一なタイリングは、頂点推移的であるという制限を伴う、正多角形の面による平面のモザイク化です

均一なタイリングは、ユークリッド平面双曲平面の両方に存在します。均一なタイリングは有限均一多面体と関連しており、球面の均一なタイリングと考えることができます

ほとんどの一様タイリングは、対称群と基本領域内の特異生成点から始まるウィトフ構成から作成できます。平面対称群は多角形の基本領域を持ち、その群表記法、すなわち基本領域頂点の鏡映次数の列で表すことができます。

基本領域三角形は ( pqr ) と表記される。ここでpqrはそれぞれ 1 より大きい整数、すなわち ≥ 2 である。基本領域直角三角形は ( pq 2 ) と表記される。三角形は、 pqrの値に応じて、球面三角形、ユークリッド平面三角形、または双曲平面三角形のいずれかとなる。

これらの数字を表す記号体系はいくつかあります。

  • 直角三角形の領域の修正されたシュレーフリ記号: ( pq 2) → { p , q }。
  • コクセター・ディンキン図は、辺にpqrがラベル付けされた三角形グラフです。r = 2 の場合、接続性 2 を持つ図のノードは図の枝によって互いに接続されていないため、グラフは線形です(90 度で交わるドメインミラーは新しいミラーを生成しないため)。
  • ウィトフ記号は3つの整数を縦棒(|)で区切って表します。生成点が定義域頂点の鏡映点から外れている場合、その定義域頂点の鏡映次数が縦棒の前に示されます。
  • 最後に、均一なタイリングは、頂点構成、つまり各(同等の)頂点の周りのポリゴンの(同一の)シーケンスによって記述できます。

全ての均一タイリングは、通常のタイリングに様々な演算を適用することで構築できます。これらの演算は、ノーマン・ジョンソンによって命名され、切り捨て(頂点の切断)、整列(辺が消えるまで頂点を切断)、カンテレーション(辺と頂点の切断)と呼ばれます。オムニトランケーションは、切り捨てとカンテレーションを組み合わせた演算です。スナッビングは、オムニトランケーションされた形状に対して交互に切り捨てを行う演算です。(詳細は、均一多面体#ウィトフ構築演算子を参照してください。)

コクセターグループ

平面のコクセター群はウィトフ構成を定義し、コクセター・ディンキン図で表すことができます。

整数反射順序を持つグループの場合、次のようになります。

ユークリッド平面
オービフォールド
対称性
コクセターグループコクセター
注記
コンパクト
*333(3 3 3)[3 [3] ]反射フォーム3個、スナブ1個
*442(4 4 2)[4,4]反射フォーム5個、スナブ1個
*632(6 3 2)[6,3]反射フォーム7個、スナブ1個
*2222(∞ 2 ∞ 2)×[∞,2,∞]反射フォーム3個、スナブ1個
非コンパクト(フリーズ
*∞∞(無限)[∞]
*22∞(2 2 ∞)×[∞,2]反射フォーム2個、スナブ1個
双曲面
オービフォールド
対称性
コクセターグループコクセター
注記
コンパクト
*ページ2( 2ページ目[ p , q ]2( p + q ) < pq
* pqrpqr[( p , q , r )]pq + pr + qr < pqr、すなわち1/p + 1/q + 1/r < 1
パラコンパクト
*∞ p 2p∞2[ p ,∞]p ≥ 3
*∞ pqpq ∞)[( p , q ,∞)]p , q ≥ 3; p + q > 6
*∞∞ pp∞∞[( p ,∞,∞)]p ≥ 3
*∞∞∞(∞ ∞ ∞)[(∞,∞,∞)]

ユークリッド平面の均一なタイリング

細長い三角形のタイル張りは、ウィトホフ型でない唯一の凸型均一タイル張りである。

ユークリッド平面上には、基本三角形 (4 4 2)、(6 3 2)、(3 3 3) で構成される対称群が存在します。それぞれの対称群は、平面を基本三角形に分割する鏡映線の集合によって表されます。

これらの対称群は、3つの正則タイリングと7つの半正則タイリングを作成します。半正則タイリングの多くは、異なる対称構成子から繰り返されます。

プリズム対称群 (2 2 2 2) は、2組の平行鏡像によって表され、一般に長方形の基本領域を形成できる。新たなタイリングは生成されない。

さらに別のプリズム対称群 (∞ 2 2) は、無限基本領域を持ちます。これは、アピロゴナル・プリズムアピロゴナル・アンチプリズムという2つの一様タイリングを構成します。

これら二つの柱状タイルの有限面を積み重ねることで、ウィソフ的ではない平面上の均一なタイルが一つ構成されます。これは「細長い三角形のタイル」と呼ばれ、正方形と三角形が交互に重なった層で構成されています。

直角の基本三角形: ( pq 2)

( 2ページ目ファンド。
三角形
切り捨て修正済みビット切り捨て双曲変換
(デュアル)
カンテラテッド全頭切断型
カンティ切断型
冷遇
ウィトフ記号q | p 22 q | p2 | p q2 p | qp | q 2p q | 2p q 2 || p q 2
シュレーフリ記号{ p , q }t{ p , q }r{ p , q }2t{ p , q }=t{ q , p }2r{ p , q }={ q , p }rr{ p , q }tr{ p , q }sr{ p , q }
コクセター図
頂点構成。p qq .2 p .2 ppq2p .2 q .2 qq pp .4. q .44.2 p .2 q3.3. p .3. q
正方形タイル
(4 4 2)


{4,4}

4.8.8

4.4.4.4

4.8.8

{4,4}

4.4.4.4

4.8.8

3.3.4.3.4
六角形のタイル
(6 3 2)


{6,3}

3.12.12

3.6.3.6

6.6.6

{3,6}

3.4.6.4

4.6.12

3.3.3.3.6

一般的な基本三角形: ( pqr )

ウィトフ記号
pqr
ファンド。
三角形
q | prrq | pr | pqrp | qp | qrpq | rpqr || pqr
コクセター図
頂点構成。pqrr .2 p.q .2 p広報qq .2 r.p .2 r( qr ) pq .2 r.p .2 rr .2 q.p .2 q3. r .3. q .3. p
三角形
(3 3 3)


(3.3)3

3.6.3.6

(3.3)3

3.6.3.6

(3.3)3

3.6.3.6

6.6.6

3.3.3.3.3.3

非単純基本領域

ユークリッド2次元空間において、単体ではない唯一の基本領域は長方形(∞ 2 ∞ 2)であり、コクセター図は次のようになる。そこから生成されるフォームはすべて正方形のタイリングになります。

双曲面の均一なタイリング

双曲平面上には、それぞれ異なる反射対称群 ( pqr ) に基づく凸正多角形による均一なタイリングが無数に存在します。

ここでは、ポアンカレ円板投影によるサンプリングを示します

コクセター・ディンキン図は線形形式で表されますが、実際には三角形であり、末尾の線分rは最初のノードに接続されます。

双曲平面には、(2 2 2 3) などから始まる四辺形基本領域を持つ対称群がさらに存在し、新しい形を生成することができます。また、(∞ 2 3) など、頂点を無限遠に配置する基本領域も存在します。

直角の基本三角形: ( pq 2)

( 2ページ目ファンド。
三角形
切り捨て修正済みビット切り捨て双曲変換
(デュアル)
カンテラテッド全頭切断型
カンティ切断型
冷遇
ウィトフ記号q | p 22 q | p2 | pq2 p | qp | q 2pq | 2ページ2 ||ページ2
シュレーフリ記号t{ p , q }t{ p , q }r{ p , q }2t{ p , q }=t{ q , p }2r{ p , q }={ q , p }rr{ p , q }tr{ p , q }sr{ p , q }
コクセター図
頂点構成。p qq .2 p .2 ppqpqp .2 q .2 qq pp .4. q .44.2 p .2 q3.3. p .3. q
(5 4 2)
バージョン4.8.10

{5,4}

4.10.10

4.5.4.5

5.8.8

{4,5}

4.4.5.4

4.8.10

3.3.4.3.5
(5 5 2)
バージョン4.10.10

{5,5}

5.10.10

5.5.5.5

5.10.10

{5,5}

5.4.5.4

4.10.10

3.3.5.3.5
(7 3 2)
バージョン4.6.14

{7,3}

3.14.14

3.7.3.7

7.6.6

{3,7}

3.4.7.4

4.6.14

3.3.3.3.7
(8 3 2)
バージョン4.6.16

{8,3}

3.16.16

3.8.3.8

8.6.6

{3,8}

3.4.8.4

4.6.16

3.3.3.3.8

一般的な基本三角形: ( pqr )

ウィトフ記号
pqr
ファンド。
三角形
q | prrq | pr | pqrp | qp | qrpq | rpqr || pqr
コクセター図
頂点構成。広報qr .2 p.q .2 ppqrq .2 r.p .2 r( qr ) pr .2 q.p .2 q2 p .2 q .2 r3. r .3. q .3. p
(4 3 3)
バージョン6.6.8

(3.4)3

3.8.3.8

(3.4)3

3.6.4.6

(3.3)4

3.6.4.6

6.6.8

3.3.3.3.3.4
(4 4 3)
バージョン6.8.8

(3.4)4

3.8.4.8

(4.4)3

3.6.4.6

(3.4)4

4.6.4.6

6.8.8

3.3.3.4.3.4
(4 4 4)
バージョン8.8.8

(4.4)4

4.8.4.8

(4.4)4

4.8.4.8

(4.4)4

4.8.4.8

8.8.8

3.4.3.4.3.4

均一なタイリングの拡張リスト

凸正多角形アペイロゴン面を持つ6つのタイリングの頂点。(ワイトフ記号は赤で示されています。)
21 個の均一なタイリングの頂点図。

均一なタイリングのリストを拡張する方法はいくつかあります。

  1. 頂点図形は逆行面を持つことができ、頂点の周りを複数回回転することができます。
  2. 星型ポリゴンタイルを組み込むことができます。
  3. アペイロゴン、{∞}、はタイリング面として使用できます。
  4. ジグザグ(2 つの角度が交互に現れるアペイロゴン)も使用できます。
  5. タイルが端から端まで接するという制限を緩和して、ピタゴラスタイルなどの追加のタイル配置を許可することができます。

逆行する対称群の三角形には次のものがあります:

(4/3 4/3 2)、(6 3/2 2)、(6/5 3 2)、(6 6/5 3)、(6 6 3/2)。

無限大を持つ対称群三角形には次のものが含まれます。

(4 4/3 ∞)、(3/2 3 ∞)、(6 6/5 ∞)、(3 3/2 ∞)。

ブランコ・グリュンバウムGCシェパードは、1987年の著書『タイリングとパターン』の第12.3節で、11の凸型フォームを含む25の均一タイリングのリストを列挙し、さらに上記の最初の2つの展開である星型多角形面と一般化頂点図形を使用して、中空タイリングと呼ぶ14を追加しています[1]

HSM CoxeterMS Longuet-HigginsJCP Millerは、1954年の論文「Uniform polyhedra」(表8:Uniform Tessellations)において、最初の3つの展開を用いて、合計38個のUniform Tilingを列挙している。2つのアペイロゴンからなるTilingも含めると、合計39個のUniform Tilingとなる。

1981年、グリュンバウム、ミラー、シェパードは論文「中空タイルを用いた均一タイリング」の中で、最初の2つの拡張を用いた25種類のタイリングを列挙し、3つ目の拡張を加えるとさらに28種類(コクセターの定義を用いると53種類)のタイリングを列挙した。4つ目の拡張を加えると、さらに23種類の均一タイリングと10種類のファミリー(連続パラメータに基づくものが8種類、離散パラメータに基づくものが2種類)が列挙された。[2]

11 個の凸解のほかに、共有エッジ グラフごとにグループ化された、Coxeterらによってリストされた 28 個の均一なスター タイリングが以下に示されます。その後に、 Coxeterの定義を満たしているが、 Grünbaum らによって見逃された 15 個が Grünbaumらによってリストされます。

この集合は完全であることが証明されていません。「2.25」とは、1981年のGrünbaumの表2の25をタイル状に並べることを意味します。

以下の3つのタイリングは、同じ面の種類が有限個しか存在しないという点で例外的です。それぞれに2つのアペイロゴンがあります。2次アペイロゴンタイリングは、2つの面が複数の辺で接するため、含まれない場合があります。

フリーズ群の対称性
マクニール[3]頂点
構成。
ウィトフ対称注記
I1∞.∞p1m1(2つの半平面タイル、順序2のアペロゴナルタイル
I24.4.∞∞ 2 | 2p1m1非等角プリズム
I33.3.3.∞| 2 2 ∞11ページ非等角反プリズム

見やすさを考慮し、これ以降のタイリングは色付けされていません(重なり合うため)。1つの頂点の周囲のポリゴン集合が強調表示されています。McNeillはCoxeter(1954) が示したタイリングのみを列挙しています。11個の凸一様タイリングは参考のために繰り返して示されています。

壁紙グループの対称性
マクニール[3]グリュンバウム、1981 [2]エッジ
ハイライト頂点
構成。
ウィトフ対称
凸型1.94.4.4.44 | 2 4p4m
I42.144.∞.4/3.∞
4.∞.−4.∞
4/3 4 | ∞p4m
凸型1.246.6.63 | 2 6p6m
凸型1.253.3.3.3.3.36 | 2 3p6m
I52.26(3.∞.3.∞.3.∞)/23/2 | 3 ∞p3m1
凸型1.233.6.3.62 | 3 6p6m
I62.256.∞.6/5.∞
6.∞.−6.∞
6/5 6 | ∞p6m
I72.24∞.3.∞.3/2
3.∞.−3.∞
3/2 3 | ∞p6m
凸型1.143.4.6.43 6 | 2p6m
11.153/2.12.6.12
−3.12.6.12
3/2 6 | 6p6m
1.164.12.4/3.12/11
4.12.−4.−12
2 6 (3/2 6/2) |p6m
凸型1.54.8.82 4 | 4p4m
22.74.8/3.∞.8/34 ∞ | 4/3p4m
1.78/3.8.8/5.8/7
8.8/3.−8.−8/3
4/3 4 (4/2 ∞/2) |p4m
2.68.4/3.8.∞
−4.8.∞.8
4/3 ∞ | 4p4m
凸型1.203.12.122 3 | 6p6m
32.176.12/5.∞.12/56 ∞ | 6/5p6m
1.2112/5.12.12/7.12/11
12.12/5.−12.−12/5
6/5 6 (6/2 ∞/2) |p6m
2.1612.6/5.12.∞
−6.12.∞.12
6/5 ∞ | 6p6m
41.1812/5.3.12/5.6/5
3.12/5.−6.12/5
3 6 | 6/5p6m
1.1912/5.4.12/7.4/3
4.12/5.-4.-12/5
2 6/5 (3/2 6/2) |p6m
1.174.3/2.4.6/5
3.−4.6.−4
3/2 6 | 2p6m
52.58.8/3.∞4/3 4 ∞ |p4m
62.1512.12/5.∞6/5 6 ∞ |p6m
71.68.4/3.8/5
4.−8.8/3
2 4/3 4 |p4m
凸型1.114.6.122 3 6 |p6m
81.136.4/3.12/7
4.−6.12/5
2 3 6/5 |p6m
91.1212.6/5.12/7
6.−12.12/5
3 6/5 6 |p6m
101.84.8/5.8/5
−4.8/3.8/3
2 4 | 4/3p4m
111.2212/5.12/5.3/2
−3.12/5.12/5
2 3 | 6/5p6m
凸型1.13.3.3.4.4非ウィソフ派cmm
121.24.4.3/2.3/2.3/2
3.3.3.−4.−4
非ウィソフ派cmm
凸型1.33.3.4.3.4| 2 4 4p4g
131.44.3/2.4.3/2.3/2
3.3.−4.3.−4
| 2 4/3 4/3p4g
142.43.4.3.4/3.3.∞
3.4.3.−4.3.∞
| 4/3 4 ∞4ページ目
凸型1.103.3.3.3.6| 2 3 66ページ
2.13/2.∞.3/2.∞.3/2.4/3.4/3
3.4.4.3.∞.3.∞
非ウィソフ派cmm
2.23/2.∞.3/2.∞.3/2.4.4
3.−4.−4.3.∞.3.∞
非ウィソフ派cmm
2.33/2.∞.3/2.4.4.3/2.4/3.4/3
3.4.4.3.−4.−4.3.∞
非ウィソフ派3ページ目
2.84.∞.4/3.8/3.8
4.8.8/3.−4.∞
非ウィソフ派p4m
2.94.∞.4.8.8/3
−4.8.8/3.4.∞
非ウィソフ派p4m
2.104.∞.4/3.8.4/3.8
4.8.−4.8.−4.∞
非ウィソフ派p4m
2.114.∞.4/3.8.4/3.8
4.8.−4.8.−4.∞
非ウィソフ派p4g
2.124.∞.4/3.8/3.4.8/3
4.8/3.4.8/3.−4.∞
非ウィソフ派p4m
2.134.∞.4/3.8/3.4.8/3
4.8/3.4.8/3.−4.∞
非ウィソフ派p4g
2.183/2.∞.3/2.4/3.4/3.3/2.4/3.4/3
3.4.4.3.4.4.3.∞
非ウィソフ派p6m
2.193/2.∞.3/2.4.4.3/2.4.4
3.−4.−4.3.-4.−4.3.∞
非ウィソフ派p6m
2.203/2.∞.3/2.∞.3/2.12/11.6.12/11
3.12.−6.12.3.∞.3.∞
非ウィソフ派p6m
2.213/2.∞.3/2.∞.3/2.12.6/5.12
3.−12.6.−12.3.∞.3.∞
非ウィソフ派p6m
2.223/2.∞.3/2.∞.3/2.12/7.6/5.12/7
3.12/5.6.12/5.3.∞.3.∞
非ウィソフ派p6m
2.233/2.∞.3/2.∞.3/2.12/5.6.12/5
3.−12/5.−6.−12/5.3.∞.3.∞
非ウィソフ派p6m

頂点配置4.8.−4.8.−4.∞には2つの均一タイリングが存在する(Grünbaum et al. , 2.10および2.11)。また、頂点配置4.8/3.4.8/3.−4.∞にも2つの均一タイリングが存在する(Grünbaum et al. , 2.12および2.13)。これらのタイリングは対称性が異なる。さらに、各頂点配置には擬似均一なタイリング(頂点が2つの対称軌道をとる)が存在する。これらのタイリングは異なる正方形面の集合を使用する。したがって、星型ユークリッドタイリングでは、頂点配置が必ずしもタイリングを決定するわけではない。[2]

下の図では、水平方向と垂直方向の辺を持つ正方形が中央の点で示されています。また、単一の正方形の辺はハイライト表示されています。[2]

ジグザグのタイリングを以下に列挙する。{∞ 𝛼 } は角度 0 < 𝛼 < π のジグザグを表す。アペイロゴンは 𝛼 = π の特別な場合と考えることができる。対称性は一般的な場合について与えられているが、𝛼 の特殊な値によって対称性が増す場合がある。タイリング 3.1 と 3.12 は正規化される可能性もある。3.32 は既に正規化されている(自由パラメータを持たない)。場合によっては、𝛼 の特殊な値によってタイリングが退化することがある。[2]

ジグザグ模様のタイル
グリュンバウム、1981 [2]頂点
構成。
対称
3.1𝛼 .∞ β .∞ γ
𝛼+β+γ=2π
2ページ目
3.2𝛼 .∞ β .−∞ 𝛼+β
0<𝛼+β≤π
2ページ目
3.33.3.∞ π−𝛼 .−3.∞ 𝛼+2π/3
0≤𝛼≤π/6
pgg
3.43.3.−∞ π−𝛼 .−3.∞ −𝛼+2π/3
0≤𝛼<π/3
pgg
3.54.4.∞ φ .4.4.−∞ φ
φ=2 arctan( n / k ), nk偶数、 ( n , k )=1
φ=2 arctan 2 に対して描かれる
午後
3.64.4.∞ φ .−4.−4.∞ φ
φ=2 arctan( n / k ), nk偶数、 ( n , k )=1
φ=2 arctan 1/2 に対して描かれる
午後
3.73.4.4.3.−∞ 2π/3 .−3.−∞ 2π/3cmm
3.83.−4.−4.3.−∞ 2π/3 .−3.−∞ 2π/3cmm
3.94.4.∞π /3 .∞.−∞π /32ページ目
3.104.4. ∞ 2π/3 .∞.−∞ 2π/32ページ目
3.11∞.∞ 𝛼 .∞.∞ −𝛼
0<𝛼<π
cmm
3.12𝛼 .∞ π−𝛼 .∞ 𝛼 .∞ π−𝛼
0<𝛼≤π/2
cmm
3.133.∞ 𝛼 .−3.−∞ 𝛼
π/3<𝛼<π
p31m
3.144.4.∞ 2π/3 .4.4.−∞ 2π/3p31m
3.154.4.∞ π/3 .−4.−4.−∞ π/3p31m
3.164.∞ 𝛼 .−4.−∞ 𝛼
0<𝛼<π, 𝛼≠π/2
p4g
3.174.−8.∞ π/2 .∞.−∞ π/2 .−8cmm
3.184.−8.∞ π/2 .∞.−∞ π/2 .−84ページ目
3.194.8/3.∞ π/2 .∞.−∞ π/2 .8/3cmm
3.204.8/3.∞ π/2 .∞.−∞ π/2 .8/34ページ目
3.216.−12.∞ π/3 .∞.−∞ π/3 .−126ページ
3.226.−12.∞ 2π/3 .∞.−∞ 2π/3 .−126ページ
3.236.12/5.∞ π/3 .∞.−∞ π/3 .12/56ページ
3.246.12/5.∞ 2π/3 .∞.−∞ 2π/3 .12/56ページ
3.253.3.3.∞ 2π/3 .−3.∞ 2π/3p31m
3.263.∞.3.−∞ 2π/3 .−3.−∞ 2π/3cm
3.273.∞.−∞ 2π/3 .∞.−∞ 2π/3 .∞p31m
3.283.∞ 2π/3 .∞ 2π/3 .−3.−∞ 2π/3 .−∞ 2π/3p31m
3.29∞.∞ π/3 .∞ π/3 .∞.−∞ π/3 .−∞ π/3cmm
3.30∞.∞ π/3 .−∞ 2π/3 .∞.∞ 2π/3 .−∞ π/32ページ目
3.31∞.∞ 2π/3 .∞ 2π/3 .∞.−∞ 2π/3 .−∞ 2π/3cmm
3.32π/3 .∞ π/ 3 .∞ π/ 3 .∞ π/3 .∞ π/3 .∞ π/3p6m
3.33π/3 .−∞ 2π/3 .−∞ 2π/3 .∞ π/3 .−∞ 2π/3 .−∞ 2π/3cmm

タイリングペア3.17と3.18、および3.19と3.20は、頂点構成は同じですが、対称性が異なります。[2]

タイル3.7から3.10は2.1と2.2と同じエッジ配置を持ち、3.17から3.20は2.10から2.13と同じエッジ配置を持ち、3.21から3.24は2.18から2.23と同じエッジ配置を持ち、3.25から3.33は1.25(正三角形のタイル)と同じエッジ配置を持ちます。[2]

自己デュアルタイリング

{4,4} の正方形タイル (黒) とそのデュアル (赤)。
{4,4} の正方形タイル(黒) とそのデュアル (赤)。

タイリングは自己双対になることもあります。シュレーフリ記号{4,4}で表される正方形タイリングは自己双対です。ここに示されているのは、互いに双対な2つの正方形タイリング(赤と黒)です。

非凸等角単純多角形として正多角形または等角多角形を使用した均一タイリング

この例では、4.8*
π/4
.4**
π/2
.8*
π/4
は、正方形が大きいため、端から端までつながっていないと考えられますが、後者は、同一直線上の 4 組の辺を持つ星型多角形として解釈できます。

正星型多角形を、 2 倍の (短い) 辺を持ち、同じ外角と「内側」の内角が交互になっている凸型等倍単純多角形として見ると、正星型多角形をタイリングに使用できます。また、等倍単純多角形を「正多角形」として見ると、正星型多角形を「均一な」タイリングに使用できます (ただし、すべてが使用できるわけではありません)。

また、特定の非正規の等倍星型多角形のアウトラインは、同じ数の(短い)辺を持ち、同じ外角と「内側」の内角が交互になった非凸等倍(単純)多角形です。この種類の等倍星型多角形をアウトラインとして見ると、タイリングに使用できます。また、等倍単純多角形を「正規」と見なすと、この種類の等倍星型多角形を「均一」なタイリングに使用できます(ただし、すべてが使用できるわけではありません)。

外角 𝛼 を持つ等角単純2 n角形は { n 𝛼 } と表記され、その外頂点はnと表記される。*
𝛼
、内側のものはn**
𝛼

タイリングの定義を拡張するには、2つのポリゴンのみを持つコーナーを頂点と見なさないことが必要です。これは、少なくとも3つのポリゴンを持つ頂点の頂点構成で、このような「均一」なタイリングを定義できるためです。そのため、後者は1つの頂点構成を持つことになります(そうでなければ2つの頂点構成を持つことになります)。このような均一なタイリングは、角度𝛼を調整できるものが4つあり、特定の角度でのみ機能するものが18つあります。これらを合わせると、星型ポリゴンを使用する均一なタイリングは合計22種類になります。[4]

これらすべてのタイリングは、可能性のある 2 次頂点が無視され、可能性のある二重エッジと三重エッジが単一エッジに削減され、通常の均一タイリング (凸正多角形のみを使用) と位相的に関連しています。

角度を調整できる星型ポリゴンを使用した4つの「均一な」タイリング𝛼

3.6*
𝛼
.6**
𝛼

トポル。3.12.12関連

4.4*
𝛼
.4**
𝛼

Topol. 4.8.8関連

6.3*
𝛼
.3**
𝛼

トポル。6.6.6に関連

3.3*
𝛼
.3.3**
𝛼

トポル。3.6.3.6に関連
特定の角度の星型ポリゴンを使用した18個の「均一」なタイリング

4.6.4*
π/6
.6
Topol. 4.4.4.4に関連する

(8.4*
π/4
2
トポル。4.4.4.4に関連する

12.12.4*
π/3

Topol. 4.8.8関連

3.3.8*
π/12
.4**
π/3
.8*
π/12

Topol. 4.8.8関連

3.3.8*
π/12
.3.4.3.8*
π/12

Topol. 4.8.8関連

3.4.8.3.8*
π/12

Topol. 4.8.8関連

5.5.4*
π/10
.5.4*
π/10

3.3.4.3.4に関連するトポル

4.6*
π/6
.6**
π/2
.6*
π/6

トポル。6.6.6に関連

(4.6*
π/6
3
トポル。6.6.6に関連する

9.9.6*
4π/9

トポル。6.6.6に関連

(6.6*
π/3
2
トポル。3.6.3.6に関連する

(12.3*
π/6
2
トポル。3.6.3.6に関連する

3.4.6.3.12*
π/6

トポル。4.6.12関連

3.3.3.12*
π/6
.3.3.12*
π/6

トポル。3.12.12関連

18.18.3*
2π/9

トポル。3.12.12関連

3.6.6*
π/3
.6トポル。3.4.6.4
に関連

8.3*
π/12
.8.6*
5π/12

トポル。3.4.6.4に関連

9.3.9.3*
π/9

トポル。3.6.3.6に関連

凸等倍単純多角形を使用した均一なタイリング

非正則等角多角形(星型または単純2 n角形)は、常に2つの角が交互に配置されます。等角多角形(単純2 n 角形、{n𝛼 }凸多角形になる可能性があり、最も単純なものは菱形(2×2角形、{2𝛼 } )です。これらの凸多角形({ n𝛼 })を「正則」多角形と見なすことで、より多くのタイリングを「均一」と見なすことができます。

凸等倍単純2n角形を用いた「均一」なタイリングの例

3.2*
π/3
.6.2**
π/3

トポル。3.4.6.4に関連

4.4.4.4トポル( 4.4.4.4
に関連)

(2*
π/4
.2**
π/4
2
トポル。4.4.4.4に関連する

2*
π/4
.2*
π/4
.2**
π/4
.2**
π/4

トポル。4.4.4.4に関連する

4.2*
π/4
.4.2**
π/4

トポル。4.4.4.4に関連する

参照

参考文献

  1. ^ タイルとパターン、表12.3.1、p. 640
  2. ^ abcdefgh ブランコ・グリュンバウム、ミラー、JCP、シェパード、GC (1981). 「中空タイルを用いた均一なタイリング」 チャンドラー・デイビス、ブランコ・グリュンバウム、FA・シェルク(編)『幾何学的鉱脈:コクセター記念論文集』シュプリンガー、pp.  17– 64. ISBN 978-1-4612-5650-2
  3. ^ ジム・マクニール
  4. ^ Tilings and Patterns、Branko Gruenbaum、GC Shephard、1987年、2.5「スターポリゴンを使用したタイリング」、pp. 82–85。
  • ワイスタイン、エリック・W.「均一テッセレーション」。MathWorld
  • ユークリッド平面上の均一なテッセレーション
  • 平面のモザイク模様
  • デイヴィッド・ベイリーのテッセレーションの世界
  • k-均一タイリング
  • n均一タイリング
  • Klitzing, Richard. 「4D ユークリッド タイル」
空間家族/ /
E 2均一なタイリング0 [3]δ 333六角
E 3均一な凸型ハニカム0 [4]δ 444
E4均一な4ハニカム0 [5]δ 55524セルハニカム
E 5均一な5ハニカム0 [6]δ 666
E 6均一な6ハニカム0 [7]δ 7772 22
E 7均一な7ハニカム0 [8]δ 8881 333 31
E8均一な8ハニカム0 [9]δ 9991 522 515 21
E9均一な9ハニカム0 [10]δ 101010
E 10均一な10ハニカム0 [11]δ 111111
E n −1均一な(n −1)ハニカム0 [ n ]δ nnn1 k 22 k 1k 21
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