อ่าน 17 นาที
การเรียงตัวของรูปทรงเรขาคณิต
การ ปูพื้นด้วยรูป ทรงเรขาคณิต หรือ การปู พื้นผิว ด้วยรูป ทรงเรขาคณิต คือการ ใช้ รูปทรงเรขาคณิต หนึ่งรูปหรือมากกว่านั้นเรียกว่า กระเบื้อง มาปู บนพื้นผิว ซึ่ง มัก จะเป็นระนาบ...
การเรียงตัวของรูปทรงเรขาคณิต
การ ปูพื้นด้วยรูป ทรงเรขาคณิตหรือ การปู พื้นผิว ด้วยรูป ทรงเรขาคณิตคือการ ใช้ รูปทรงเรขาคณิตหนึ่งรูปหรือมากกว่านั้นเรียกว่ากระเบื้อง มาปูบนพื้นผิว ซึ่ง มัก จะเป็นระนาบ โดยไม่มีส่วนที่ซ้อนทับกันและไม่มีช่องว่าง ในทางคณิตศาสตร์การปูพื้นด้วยรูปทรงเรขาคณิตสามารถขยายไปสู่มิติที่สูงขึ้นและรูปทรงเรขาคณิตที่หลากหลายได้
การปูพื้นแบบเป็นคาบ จะ มีรูปแบบที่ซ้ำกัน บางประเภทพิเศษ ได้แก่การปูพื้นแบบปกติด้วย กระเบื้องรูป หลายเหลี่ยมปกติที่มีรูปร่างเหมือนกันทั้งหมด และการปูพื้นแบบกึ่งปกติด้วยกระเบื้องปกติที่มีรูปร่างมากกว่าหนึ่งแบบและมีมุมทุกมุมเรียงตัวเหมือนกัน รูปแบบที่เกิดจากการปูพื้นแบบเป็นคาบสามารถแบ่งออกเป็น 17 กลุ่มวอลเปเปอร์ การ ปูพื้นที่ ไม่มีรูปแบบที่ซ้ำกันเรียกว่า "ไม่เป็นคาบ" การปูพื้นแบบไม่เป็น คาบ จะใช้ชุดรูปทรงกระเบื้องขนาดเล็กที่ไม่สามารถสร้างรูปแบบที่ซ้ำกันได้ ( ชุดโปรโตไทล์แบบไม่เป็นคาบ ) การปูพื้นในอวกาศหรือที่เรียกว่าการเติมเต็มพื้นที่หรือรังผึ้ง สามารถกำหนดได้ในเรขาคณิตของมิติที่สูงกว่า
การปูพื้นด้วยวัสดุจริง ๆ คือการปูกระเบื้องด้วยวัสดุ เช่น กระเบื้อง เซรามิกรูปสี่เหลี่ยม หรือหกเหลี่ยมที่เชื่อมติดกัน การปูพื้นแบบนี้อาจเป็นลวดลาย ตกแต่ง หรืออาจมีฟังก์ชันการใช้งาน เช่น การปูพื้นทางเดิน พื้น หรือผนังที่ทนทานและกันน้ำได้ ในอดีต การปูพื้นด้วยวัสดุแบบนี้ถูกนำมาใช้ในสมัยโรมันโบราณและในศิลปะอิสลามเช่น ในสถาปัตยกรรมโมร็อกโกและการปูพื้นด้วยรูปทรงเรขาคณิตเพื่อการตกแต่งของ พระราชวัง อัลฮัมบราในศตวรรษที่ 20 ผลงานของเอ็ม.ซี. เอสเชอร์มักใช้การปูพื้นด้วยวัสดุแบบนี้ ทั้งในเรขาคณิตแบบยูคลิด ทั่วไป และเรขาคณิตแบบไฮเปอร์โบลิก เพื่อสร้างผลทางศิลปะ บางครั้งการปูพื้นด้วยวัสดุแบบ นี้ ก็ถูกนำมาใช้เพื่อตกแต่งในงานเย็บปัก ถักร้อย การปูพื้น ด้วยวัสดุแบบนี้เป็นรูปแบบหนึ่งของลวดลายในธรรมชาติตัวอย่างเช่น ในการเรียงตัวของเซลล์รูปหกเหลี่ยมที่พบในรังผึ้ง
ประวัติศาสตร์
ชาวสุเมเรียน (ประมาณ 4000 ปีก่อนคริสตกาล) ใช้เทสเซลเลชันในการตกแต่งผนังอาคารโดยใช้ลวดลายของกระเบื้องดินเผา[ 1 ]
กระเบื้อง โมเสคตกแต่งที่ทำจากบล็อกสี่เหลี่ยมเล็กๆ ที่เรียกว่าเทสเซอร่า ถูกนำมา ใช้กันอย่างแพร่หลายในสมัยโบราณ [ 2 ]บางครั้งก็มีลวดลายเรขาคณิต[ 3 ] [ 4 ]
ในปี ค.ศ. 1619 โยฮันเนส เคปเลอร์ได้ทำการศึกษาการปูพื้นแบบเทสเซลเลชันเป็นครั้งแรกที่มีการบันทึกไว้ เขาเขียนเกี่ยวกับการปูพื้นแบบเทสเซลเลชันปกติและกึ่งปกติในหนังสือHarmonices Mundi ของเขา เขาอาจเป็นคนแรกที่สำรวจและอธิบายโครงสร้างหกเหลี่ยมของรังผึ้งและเกล็ดหิมะ[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]

ประมาณสองร้อยปีต่อมาในปี 1891 นักผลึกศาสตร์ชาวรัสเซียYevgraf Fyodorovได้พิสูจน์ว่าการปูพื้นระนาบแบบเป็นคาบทุกรูปแบบมีไอโซเมตรีที่แตกต่างกัน 1 ใน 17 กลุ่ม[ 8 ] [ 9 ]งานของ Fyodorov ถือเป็นจุดเริ่มต้นอย่างไม่เป็นทางการของการศึกษาทางคณิตศาสตร์เกี่ยวกับการปูพื้น ผู้มีส่วนร่วมที่โดดเด่นอื่นๆ ได้แก่Alexei Vasilievich ShubnikovและNikolai BelovในหนังสือColored Symmetry (1964) [ 10 ]และHeinrich Heeschและ Otto Kienzle (1963) [ 11 ]
นิรุกติศาสตร์
ในภาษาละตินtessellaคือชิ้นส่วนทรงลูกบาศก์ขนาดเล็กที่ทำจากดินหินหรือแก้วใช้สำหรับทำโมเสก[ 12 ]คำว่า "tessella" หมายถึง "สี่เหลี่ยมจัตุรัสขนาดเล็ก" (จากtesseraซึ่งหมายถึงสี่เหลี่ยมจัตุรัส ซึ่งมาจากคำภาษากรีก τέσσερα ที่แปลว่าสี่ ) สอดคล้องกับ คำว่า tiling ในชีวิตประจำวัน ซึ่งหมายถึงการประยุกต์ใช้การเรียงตัวของ tessella ซึ่งมักทำจากดิน เคลือบ
ภาพรวม
การปูพื้นสองมิติ หรือที่เรียกว่าการปูกระเบื้องระนาบ เป็นหัวข้อหนึ่งในเรขาคณิตที่ศึกษาว่ารูปทรงที่เรียกว่ากระเบื้องสามารถจัดเรียงอย่างไรให้เต็มระนาบโดยไม่มีช่องว่าง ตามชุดกฎที่กำหนด กฎเหล่านี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้ กฎทั่วไปคือต้องไม่มีช่องว่างระหว่างกระเบื้อง และมุมของกระเบื้องหนึ่งต้องไม่อยู่ตามขอบของกระเบื้องอื่น[ 13 ]การปูพื้นที่สร้างขึ้นโดยการก่ออิฐแบบยึดติดกันไม่เป็นไปตามกฎนี้ ในบรรดา การปูพื้นที่เป็นไปตามกฎนี้ การปูพื้นแบบปกติจะมีทั้งกระเบื้องปกติ ที่เหมือนกัน [ a ] และมุมหรือจุดยอดปกติที่เหมือนกัน โดยมีมุมเดียวกันระหว่างขอบที่อยู่ติดกันสำหรับกระเบื้องทุกแผ่น[ 14 ]มีเพียงสามรูปทรงเท่านั้นที่สามารถสร้างการปูพื้นแบบปกติได้ ได้แก่สามเหลี่ยมด้านเท่าสี่เหลี่ยมจัตุรัสและหกเหลี่ยมปกติรูปทรงใดรูปทรงหนึ่งในสามรูปทรงนี้สามารถทำซ้ำได้ไม่จำกัดเพื่อเติมเต็มระนาบโดยไม่มีช่องว่าง[ 6 ]
การปูพื้นด้วยรูปทรงเรขาคณิตแบบอื่นๆ อีกมากมายก็เป็นไปได้ภายใต้ข้อจำกัดที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น มีการปูพื้นแบบกึ่งปกติแปดประเภท ซึ่งสร้างขึ้นจากรูปหลายเหลี่ยมปกติมากกว่าหนึ่งชนิด แต่ยังคงมีการจัดเรียงรูปหลายเหลี่ยมแบบเดียวกันที่ทุกมุม[ 15 ]การปูพื้นแบบไม่ปกติยังสามารถสร้างได้จากรูปทรงอื่นๆ เช่นรูปห้าเหลี่ยมรูปหลายเหลี่ยมและรูปทรงเรขาคณิตเกือบทุกชนิด ศิลปินMC Escherมีชื่อเสียงในการสร้างการปูพื้นด้วยกระเบื้องที่เชื่อมต่อกันแบบไม่ปกติ ซึ่งมีรูปร่างเหมือนสัตว์และวัตถุธรรมชาติอื่นๆ[ 16 ]หากเลือกสีที่ตัดกันอย่างเหมาะสมสำหรับกระเบื้องที่มีรูปร่างแตกต่างกัน จะทำให้เกิดลวดลายที่โดดเด่น และสามารถใช้ตกแต่งพื้นผิวต่างๆ เช่น พื้นโบสถ์ได้[ 17 ]

กล่าวอย่างเป็นทางการมากขึ้น การปูพื้นหรือการปูพื้นผิวคือการปกคลุมระนาบยุคลิดด้วยเซตปิดจำนวนนับได้ที่เรียกว่าไทล์โดยที่ไทล์เหล่านี้ตัดกันเฉพาะที่ขอบเขต ของพวกมันเท่านั้น ไทล์เหล่านี้อาจเป็นรูปหลายเหลี่ยมหรือรูปทรงอื่นๆ ก็ได้[ b ] การปูพื้นจำนวนมากเกิดขึ้นจาก โปรโตไทล์จำนวนจำกัดซึ่งไทล์ทั้งหมดในการปูพื้นนั้นมีความสอดคล้องกับโปรโตไทล์ที่กำหนด หากรูปทรงเรขาคณิตสามารถใช้เป็นโปรโตไทล์เพื่อสร้างการปูพื้นได้ รูปทรงนั้นจะเรียกว่าสามารถปูพื้นหรือปูพื้นผิวระนาบได้เกณฑ์ของคอนเวย์เป็นชุดกฎที่เพียงพอ แต่ไม่จำเป็น สำหรับการตัดสินใจว่ารูปทรงที่กำหนดสามารถปูพื้นผิวระนาบได้เป็นระยะโดยไม่มีการสะท้อนหรือไม่ ไทล์บางชิ้นไม่ผ่านเกณฑ์ แต่ก็ยังสามารถปูพื้นผิวระนาบได้[ 19 ]ยังไม่พบกฎทั่วไปสำหรับการกำหนดว่ารูปทรงที่กำหนดสามารถปูพื้นผิวระนาบได้หรือไม่ ซึ่งหมายความว่ายังมีปัญหาที่ยังไม่ได้รับการแก้ไขอีกมากมายเกี่ยวกับการปูพื้น[ 18 ]
ในทางคณิตศาสตร์ การปูพื้นสามารถขยายไปยังพื้นที่อื่นที่ไม่ใช่ระนาบยุคลิดได้[ 6 ]นักเรขาคณิตชาวสวิสLudwig Schläfliเป็นผู้บุกเบิกเรื่องนี้โดยการกำหนดโพลีสคีมซึ่งนักคณิตศาสตร์ในปัจจุบันเรียกว่าโพลีโท ป โพลีส คีมเหล่านี้เป็นรูปอนาล็อกของรูปหลายเหลี่ยมและทรงหลายเหลี่ยมในพื้นที่ที่มีมิติมากกว่า เขายังได้กำหนดสัญลักษณ์ Schläfliเพื่อให้ง่ายต่อการอธิบายโพลีโทป ตัวอย่างเช่น สัญลักษณ์ Schläfli สำหรับสามเหลี่ยมด้านเท่าคือ {3} ในขณะที่สัญลักษณ์สำหรับสี่เหลี่ยมจัตุรัสคือ {4} [ 20 ]สัญลักษณ์ Schläfli ทำให้สามารถอธิบายการปูพื้นได้อย่างกระชับ ตัวอย่างเช่น การปูพื้นด้วยรูปหกเหลี่ยมปกติจะมีรูปหลายเหลี่ยมหกเหลี่ยมสามรูปที่แต่ละจุดยอด ดังนั้นสัญลักษณ์ Schläfli ของมันคือ {6,3} [ 21 ]
ยังมีวิธีการอื่นๆ อีกสำหรับการอธิบายการปูพื้นรูปหลายเหลี่ยม เมื่อการปูพื้นประกอบด้วยรูปหลายเหลี่ยมปกติ สัญลักษณ์ที่ใช้กันทั่วไปคือการกำหนดค่าจุดยอดซึ่งเป็นเพียงรายการของจำนวนด้านของรูปหลายเหลี่ยมรอบจุดยอด การปูพื้นด้วยรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสมีการกำหนดค่าจุดยอดเป็น 4.4.4.4 หรือ 4 4 การปูพื้นด้วยรูปหกเหลี่ยมปกติจะระบุ เป็น6.6.6 หรือ 6 3 [ 18 ]
ในวิชาคณิตศาสตร์
บทนำเกี่ยวกับลวดลายเทสเซลเลชัน
นักคณิตศาสตร์ใช้คำศัพท์ทางเทคนิคบางคำเมื่อกล่าวถึงการปูพื้นขอบคือจุดตัดระหว่างกระเบื้องสองแผ่นที่อยู่ติดกัน ซึ่งมักจะเป็นเส้นตรงจุดยอดคือจุดตัดของกระเบื้องสามแผ่นขึ้นไปที่อยู่ติดกัน เมื่อใช้คำศัพท์เหล่านี้ การปูพื้น แบบไอโซโกนัลหรือ การปูพื้นแบบ จุดยอดตรงกัน คือการปูพื้นที่จุดยอดทุกจุดเหมือนกัน กล่าวคือ การจัดเรียงรูปหลายเหลี่ยมรอบจุดยอดแต่ละจุดเหมือนกัน[ 18 ]พื้นที่พื้นฐานคือรูปร่าง เช่น สี่เหลี่ยมผืนผ้า ที่ทำซ้ำเพื่อสร้างการปูพื้น[ 22 ]ตัวอย่างเช่น การปูพื้นระนาบแบบปกติด้วยรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสจะมีรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสสี่รูปมาบรรจบกันที่จุดยอดทุกจุด[ 18 ]
ด้านของรูปหลายเหลี่ยมไม่จำเป็นต้องเหมือนกับขอบของกระเบื้องการปูกระเบื้องแบบขอบชนขอบคือการปูกระเบื้องรูปหลายเหลี่ยมที่กระเบื้องที่อยู่ติดกันใช้ด้านร่วมกันเพียงด้านเดียว กล่าวคือ ไม่มีกระเบื้องใดใช้ด้านร่วมกันเพียงบางส่วนหรือมากกว่าหนึ่งด้านกับกระเบื้องอื่น ในการปูกระเบื้องแบบขอบชนขอบ ด้านของรูปหลายเหลี่ยมและขอบของกระเบื้องจะเหมือนกัน การปูกระเบื้องแบบ "กำแพงอิฐ" ที่คุ้นเคยนั้นไม่ใช่การปูกระเบื้องแบบขอบชนขอบ เพราะด้านยาวของอิฐสี่เหลี่ยมแต่ละก้อนจะใช้ร่วมกับอิฐที่อยู่ติดกันสองก้อน[ 18 ]
การปูพื้นแบบปกติคือการปูพื้นที่ซึ่งกระเบื้องแต่ละแผ่นเทียบเท่ากับดิสก์ในเชิงโท โพโล ยี จุดตัดของกระเบื้องสองแผ่นใดๆ จะเป็นเซตที่เชื่อมต่อกันหรือเซตว่างและกระเบื้องทุกแผ่นมีขอบเขตสม่ำเสมอซึ่งหมายความว่าสามารถใช้รัศมีล้อมรอบเพียงค่าเดียวและรัศมีภายในเพียงค่าเดียวสำหรับกระเบื้องทุกแผ่นในการปูพื้นทั้งหมด เงื่อนไขนี้ไม่อนุญาตให้ใช้กระเบื้องที่ยาวหรือบางผิดปกติ[ 23 ]

การปูพื้นแบบโมโนเฮดรัลคือการปูพื้นที่ซึ่งกระเบื้องทั้งหมดมีความสอดคล้องกันโดยมีกระเบื้องต้นแบบเพียงชิ้นเดียว การปูพื้นแบบโมโนเฮดรัลแบบเกลียวเป็นประเภทการปูพื้นแบบโมโนเฮดรัลที่น่าสนใจเป็นพิเศษ การปูพื้นแบบโมโนเฮดรัลแบบเกลียวครั้งแรกถูกค้นพบโดยไฮนซ์ โวเดอร์เบิร์กในปี 1936 การปูพื้นแบบโวเดอร์เบิร์กมีกระเบื้องหน่วยที่เป็นรูปเก้าเหลี่ยม ที่ไม่ นูน[ 1 ]การปูพื้นแบบฮิร์ชฮอร์นซึ่งตีพิมพ์โดยไมเคิล ดี. ฮิร์ชฮอร์นและดีซี ฮันท์ในปี 1985 เป็นการปูพื้นแบบห้าเหลี่ยมโดยใช้รูปห้าเหลี่ยมที่ไม่ปกติ รูปห้าเหลี่ยมปกติไม่สามารถปูพื้นระนาบยูคลิดได้เนื่องจากมุมภายในของรูปห้าเหลี่ยมปกติ3π/5ไม่ใช่ตัวหารของ 2π [ 24 ] [ 25 ]
การปูกระเบื้องแบบไอโซเฮดรัลเป็นรูปแบบพิเศษของการปูกระเบื้องแบบโมโนเฮดรัลซึ่งกระเบื้องทั้งหมดอยู่ในชั้นการถ่ายทอดเดียวกัน นั่นคือกระเบื้องทั้งหมดเป็นการแปลงของโปรโตไทล์เดียวกันภายใต้ กลุ่ม สมมาตรของการปูกระเบื้อง[ 23 ]หากโปรโตไทล์ยอมรับการปูกระเบื้อง แต่ไม่มีการปูกระเบื้องใดที่เป็นไอโซเฮดรัล โปรโตไทล์นั้นจะเรียกว่าอะนิโซเฮดรัลและสร้างการปูกระเบื้องแบบอะนิโซเฮดรัล
การปูพื้นแบบปกติเป็นการ ปูพื้นแบบ สมมาตร สูง ที่ประกอบด้วย รูป หลายเหลี่ยมปกติ ที่ มีรูปร่างเหมือนกันทั้งหมด มีการปูพื้นแบบปกติเพียงสามแบบเท่านั้น ได้แก่ แบบที่ประกอบด้วยรูปสามเหลี่ยมด้านเท่า รูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสหรือรูปหกเหลี่ยม ปกติ การปูพื้นทั้งสามแบบนี้เป็นแบบไอโซโกนัลและโมโนเฮดรัล[ 26 ]

การปูพื้น แบบกึ่งปกติ (หรือแบบอาร์คิมีเดียน)ใช้รูปหลายเหลี่ยมปกติมากกว่าหนึ่งประเภทในการจัดเรียงแบบไอโซโกนัล มีการปูพื้นแบบกึ่งปกติแปดแบบ (หรือเก้าแบบหากนับคู่ภาพสะท้อนของการปูพื้นเป็นสองแบบ) [ 27 ]สามารถอธิบายได้ด้วยการจัดเรียงจุดยอดตัวอย่างเช่น การปูพื้นแบบกึ่งปกติที่ใช้รูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสและรูปแปดเหลี่ยมปกติมีการจัดเรียงจุดยอดเป็น 4.8 2 (แต่ละจุดยอดมีรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสหนึ่งรูปและรูปแปดเหลี่ยมสองรูป) [ 28 ]การปูพื้นแบบไม่สัมผัสขอบบนระนาบยูคลิดเป็นไปได้หลายแบบ รวมถึงตระกูลการปูพื้นแบบพีทาโกเรียน ซึ่งเป็นการปูพื้นที่ใช้รูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสสองขนาด (แบบพารามิเตอร์) โดยแต่ละรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสสัมผัสกับรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสสี่รูปของอีกขนาดหนึ่ง[ 29 ]การปูพื้นขอบคือการที่กระเบื้องแต่ละแผ่นสามารถสะท้อนข้ามขอบเพื่อรับตำแหน่งของกระเบื้องข้างเคียงได้ เช่น ในการจัดเรียงรูปสามเหลี่ยมด้านเท่าหรือสามเหลี่ยมหน้าจั่ว[ 30 ]
กลุ่มวอลเปเปอร์

การปูพื้นด้วยสมมาตรการเลื่อนในสองทิศทางที่เป็นอิสระต่อกัน สามารถจัดหมวดหมู่ได้ด้วยกลุ่มวอลเปเปอร์ซึ่งมีอยู่ 17 กลุ่ม[ 31 ]มีการอ้างว่ากลุ่มทั้งสิบเจ็ดกลุ่มนี้มีอยู่ใน พระราชวัง อัลฮัมบราในเมืองกรานาดาประเทศสเปนแม้ว่าจะมีการโต้แย้งเรื่องนี้[ 32 ] แต่ ความหลากหลายและความซับซ้อนของการปูพื้นในพระราชวังอัลฮัมบราก็ดึงดูดความสนใจของนักวิจัยสมัยใหม่[ 33 ]จากการปูพื้นแบบปกติสามแบบ สองแบบอยู่ใน กลุ่มวอลเปเปอร์ p6mและอีกหนึ่งแบบอยู่ในp4mการปูพื้นใน 2 มิติที่มีสมมาตรการเลื่อนในทิศทางเดียว สามารถจัดหมวดหมู่ได้ด้วยกลุ่มฟริซเจ็ดกลุ่มที่อธิบายถึงรูปแบบฟริซ ที่เป็นไปได้ [ 34 ] สามารถใช้สั ญกรณ์ออร์บิโฟลด์เพื่ออธิบายกลุ่มวอลเปเปอร์ของระนาบยุคลิดได้[ 35 ]
การปูพื้นแบบไม่เป็นคาบ

การปูพื้นแบบเพนโรสซึ่งใช้รูปสี่เหลี่ยมสองแบบที่แตกต่างกัน เป็นตัวอย่างที่รู้จักกันดีที่สุดของกระเบื้องที่สร้างรูปแบบที่ไม่เป็นคาบอย่างบังคับ พวกมันอยู่ในกลุ่มทั่วไปของการปูพื้นแบบไม่เป็นคาบซึ่งใช้กระเบื้องที่ไม่สามารถปูพื้นแบบเป็นคาบได้กระบวนการวนซ้ำของการปูพื้นแบบแทนที่ เป็นวิธีการสร้างการปูพื้นแบบไม่เป็นคาบ กลุ่มหนึ่งที่สามารถสร้างได้ด้วยวิธีนี้คือกระเบื้องแบบ rep-tileการปูพื้นเหล่านี้มีคุณสมบัติการจำลองตัวเอง ที่ไม่คาดคิด [ 36 ] การปูพื้นแบบ กังหันไม่เป็นคาบ โดยใช้การสร้างแบบ rep-tile กระเบื้องปรากฏในทิศทางที่ไม่มีที่สิ้นสุด[ 37 ]อาจคิดว่ารูปแบบที่ไม่เป็นคาบจะไม่มีสมมาตรเลย แต่นั่นไม่ใช่ความจริง การปูพื้นแบบไม่เป็นคาบ แม้จะขาดสมมาตรการเลื่อนแต่ก็มีสมมาตรประเภทอื่น โดยการทำซ้ำอย่างไม่สิ้นสุดของส่วนใดส่วนหนึ่งของการปูพื้น และในกลุ่มจำกัดบางกลุ่มของการหมุนหรือการสะท้อนของส่วนเหล่านั้น[ 38 ]กฎการแทนที่ เช่นที่สามารถใช้สร้างรูปแบบเพนโรสโดยใช้การประกอบของกระเบื้องที่เรียกว่ารูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน แสดงให้เห็นถึงสมมาตรการปรับขนาด[ 39 ] สามารถใช้ คำฟิโบนาชชีเพื่อสร้างการปูพื้นแบบไม่เป็นคาบ และเพื่อศึกษาควาซิครัสตัลซึ่งเป็นโครงสร้างที่มีลำดับแบบไม่เป็นคาบ[ 40 ]

กระเบื้อง Wangเป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่มีสีที่ขอบแต่ละด้าน และวางเรียงกันโดยให้ขอบที่ติดกันของกระเบื้องที่อยู่ติดกันมีสีเดียวกัน ดังนั้นบางครั้งจึงเรียกว่าโดมิโน Wang ชุดโดมิโน Wang ที่เหมาะสมสามารถปูระนาบได้ แต่ปูแบบไม่เป็นคาบเท่านั้น เป็นที่ทราบกันดีว่าเครื่องจักร Turing ใดๆ ก็สามารถแสดงเป็นชุดโดมิโน Wang ที่ปูระนาบได้ก็ต่อเมื่อเครื่องจักร Turing ไม่หยุดทำงานเท่านั้น เนื่องจากปัญหาการหยุดทำงานไม่สามารถตัดสินได้ ปัญหาของการตัดสินใจว่าชุดโดมิโน Wang สามารถปูระนาบได้หรือไม่จึงไม่สามารถตัดสินได้เช่นกัน[ 41 ] [ 42 ] [ 43 ] [ 44 ] [ 45 ]

กระเบื้อง Truchetเป็นกระเบื้องสี่เหลี่ยมที่ตกแต่งด้วยลวดลาย จึงไม่มีสมมาตรแบบหมุนในปี ค.ศ. 1704 Sébastien Truchetใช้กระเบื้องสี่เหลี่ยมที่แบ่งออกเป็นสองสามเหลี่ยมที่มีสีตัดกัน กระเบื้องเหล่านี้สามารถปูระนาบได้ทั้งแบบเป็นระยะหรือแบบสุ่ม[ 46 ] [ 47 ]
กระเบื้องไอน์สไตน์เป็นรูปทรงเดียวที่บังคับให้มีการปูแบบไม่เป็นคาบ กระเบื้องดังกล่าวชิ้นแรกซึ่งถูกเรียกว่า "หมวก" ถูกค้นพบในปี 2023 โดยเดวิด สมิธ นักคณิตศาสตร์สมัครเล่น[ 48 ] [ 49 ]การค้นพบนี้อยู่ระหว่างการตรวจสอบโดยผู้เชี่ยวชาญ และเมื่อได้รับการยืนยันแล้ว จะได้รับการยกย่องว่าเป็นการแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์ที่ มีมาอย่างยาวนาน [ 50 ]
ลวดลายและสีสัน

บางครั้งสีของกระเบื้องจะถูกเข้าใจว่าเป็นส่วนหนึ่งของการปูกระเบื้อง ในบางครั้งอาจมีการใช้สีตามอำเภอใจในภายหลัง เมื่อพูดถึงการปูกระเบื้องที่แสดงด้วยสี เพื่อหลีกเลี่ยงความกำกวม จำเป็นต้องระบุว่าสีเหล่านั้นเป็นส่วนหนึ่งของการปูกระเบื้องหรือเป็นเพียงส่วนหนึ่งของภาพประกอบ ซึ่งส่งผลต่อการพิจารณาว่ากระเบื้องที่มีรูปร่างเหมือนกันแต่สีต่างกันนั้นเหมือนกันหรือไม่ ซึ่งส่งผลต่อคำถามเกี่ยวกับสมมาตรทฤษฎีบทสี่สีระบุว่าสำหรับการปูกระเบื้องทุกรูปแบบของระนาบยูคลิด ปกติ ด้วยชุดสีสี่สีที่มีอยู่ กระเบื้องแต่ละแผ่นสามารถระบายสีได้ด้วยสีเดียวโดยที่ไม่มีกระเบื้องสีเดียวกันมาบรรจบกันที่เส้นโค้งที่มีความยาวเป็นบวก การระบายสีที่รับประกันโดยทฤษฎีบทสี่สีโดยทั่วไปจะไม่เคารพสมมาตรของการปูกระเบื้อง เพื่อให้ได้การระบายสีที่เคารพสมมาตร จำเป็นต้องถือว่าสีเป็นส่วนหนึ่งของการปูกระเบื้อง ในที่นี้ อาจต้องใช้สีมากถึงเจ็ดสี ดังแสดงในภาพด้านซ้าย[ 51 ]
การปูพื้นด้วยรูปหลายเหลี่ยม
นอกเหนือจากการปูพื้นด้วยรูปหลายเหลี่ยมปกติแล้ว ยังมีการศึกษาการปูพื้นด้วยรูปหลายเหลี่ยมประเภทอื่นๆ อีกด้วย
รูปสามเหลี่ยมหรือรูปสี่เหลี่ยม ใดๆ (แม้แต่รูปที่ไม่นูน ) สามารถใช้เป็นต้นแบบในการสร้างการปูพื้นแบบโมโนเฮดรัลได้ โดยมักจะทำได้มากกว่าหนึ่งวิธี สำเนาของรูปสี่เหลี่ยม ใดๆ สามารถสร้างการปูพื้นที่มีสมมาตรการเลื่อนและสมมาตรการหมุน 2 เท่า โดยมีจุดศูนย์กลางอยู่ที่จุดกึ่งกลางของทุกด้าน สำหรับรูปสี่เหลี่ยมที่ไม่สมมาตร การปูพื้นนี้จัดอยู่ในกลุ่มวอลเปเปอร์ p2 โดเมนพื้นฐานคือรูปสี่เหลี่ยม หรือกล่าวอีกนัยหนึ่ง เราสามารถสร้างรูปสี่เหลี่ยมด้านขนานที่รองรับด้วยชุดเวกเตอร์การเลื่อนขั้นต่ำ โดยเริ่มจากจุดศูนย์กลางการหมุน เราสามารถแบ่งรูปนี้ด้วยเส้นทแยงมุมหนึ่งเส้น และใช้ครึ่งหนึ่ง (รูปสามเหลี่ยม) เป็นโดเมนพื้นฐาน รูปสามเหลี่ยมดังกล่าวมีพื้นที่เท่ากับรูปสี่เหลี่ยมและสามารถสร้างจากรูปสี่เหลี่ยมได้โดยการตัดและวาง[ 52 ]

หากอนุญาตให้ใช้รูปทรงกระเบื้องเพียงรูปทรงเดียว จะมีรูปแบบการปูพื้นด้วยรูปหลายเหลี่ยมนูนN ด้าน สำหรับNเท่ากับ 3, 4, 5 และ 6 สำหรับN = 5โปรดดูการปูพื้นแบบห้าเหลี่ยมสำหรับN = 6โปรดดูการปูพื้นแบบหกเหลี่ยมสำหรับN = 7โปรดดูการปูพื้นแบบเจ็ดเหลี่ยมและสำหรับN = 8โปรดดูการปูพื้นแบบแปดเหลี่ยม
สำหรับรูปหลายเหลี่ยมที่ไม่นูนนั้น ข้อจำกัดเรื่องจำนวนด้านจะน้อยกว่ามาก แม้ว่าจะอนุญาตให้มีรูปทรงเดียวก็ตาม
โพลีโอมีโนเป็นตัวอย่างของกระเบื้องที่มีทั้งแบบนูนและไม่นูน ซึ่งสามารถใช้การจัดเรียง การหมุน และการสะท้อนต่างๆ เพื่อปูระนาบได้ สำหรับผลลัพธ์เกี่ยวกับการปูระนาบด้วยโพลีโอมีโนโปรดดูที่ โพลีโอมีโน § การใช้โพลีโอมีโน
การปูพื้นแบบโวโรนอย

การปูพื้นแบบ Voronoi หรือ Dirichletเป็นการปูพื้นโดยที่แต่ละช่องถูกกำหนดให้เป็นเซตของจุดที่อยู่ใกล้ที่สุดกับจุดใดจุดหนึ่งในเซตของจุดกำหนดแบบไม่ต่อเนื่อง (ลองนึกถึงภูมิภาคทางภูมิศาสตร์ที่แต่ละภูมิภาคถูกกำหนดให้เป็นจุดทั้งหมดที่อยู่ใกล้ที่สุดกับเมืองหรือที่ทำการไปรษณีย์ที่กำหนด) [ 53 ] [ 54 ]เซลล์Voronoiสำหรับแต่ละจุดกำหนดคือรูปหลายเหลี่ยมนูนการสร้างสามเหลี่ยม Delaunayเป็นการปูพื้นที่เป็นกราฟคู่ของการปูพื้นแบบ Voronoi การสร้างสามเหลี่ยม Delaunay มีประโยชน์ในการจำลองเชิงตัวเลข ส่วนหนึ่งเป็นเพราะในบรรดาการสร้างสามเหลี่ยมที่เป็นไปได้ทั้งหมดของจุดกำหนด การสร้างสามเหลี่ยม Delaunay จะเพิ่มค่าต่ำสุดของมุมที่เกิดจากขอบให้สูงสุด[ 55 ]การปูพื้นแบบ Voronoi ที่มีจุดวางแบบสุ่มสามารถใช้สร้างการปูพื้นแบบสุ่มของระนาบได้[ 56 ]
การเรียงตัวแบบเทสเซลเลชันในมิติที่สูงกว่า

การปูพื้นสามารถขยายไปสู่สามมิติได้รูปทรงหลายเหลี่ยม บางชนิด สามารถเรียงซ้อนกันในรูปแบบผลึก ปกติ เพื่อเติมเต็ม (หรือปู) พื้นที่สามมิติได้ รวมถึงลูกบาศก์ ( รูปทรงหลายเหลี่ยมเพลโตเพียงรูปเดียวที่ทำเช่นนั้นได้) รูปทรงสิบสองเหลี่ยมรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน รูปทรงแปดเหลี่ยมตัดยอด และ ปริซึมรูปสามเหลี่ยม สี่เหลี่ยม และหกเหลี่ยมเป็นต้น[ 57 ]รูปทรงหลายเหลี่ยมใดๆ ที่ตรงตามเกณฑ์นี้เรียกว่าเพลซิโอเฮดรอน และอาจมีหน้าตั้งแต่ 4 ถึง 38 หน้า[ 58 ] รูปทรงสิบ สองเหลี่ยมรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติพบได้ในรูปผลึกของแอนดราไดต์ ( การ์เนตชนิดหนึ่ง) และฟลูออไรต์[ 59 ] [ 60 ]

การเรียงตัวแบบเทสเซลเลชันในสามมิติหรือมากกว่านั้นเรียกว่ารังผึ้งในสามมิติจะมีรังผึ้งปกติเพียงรังเดียว ซึ่งมีลูกบาศก์แปดลูกอยู่ที่จุดยอดของรูปทรงหลายเหลี่ยมแต่ละจุด ในทำนองเดียวกัน ในสามมิติจะมีรังผึ้งกึ่งปกติ[ c ] เพียงรังเดียว ซึ่งมีทรงสี่เหลี่ยมแปด อัน และทรงแปด เหลี่ยมหก อันอยู่ที่จุดยอดของรูปทรงหลายเหลี่ยมแต่ละจุด อย่างไรก็ตาม มีรังผึ้งกึ่งปกติ ที่เป็นไปได้มากมาย ในสามมิติ[ 61 ]สามารถสร้างรังผึ้งแบบสม่ำเสมอได้โดยใช้ การสร้าง แบบWythoff [ 62 ]
ไบปริซึม Schmitt -Conwayเป็นรูปทรงหลายเหลี่ยมนูนที่มีคุณสมบัติในการปูพื้นที่แบบไม่เป็นคาบเท่านั้น[ 63 ]
สามเหลี่ยมSchwarzคือสามเหลี่ยมทรงกลมที่สามารถใช้ปูพื้นผิวทรงกลมได้[ 64 ]
การปูพื้นผิวในเรขาคณิตที่ไม่ใช่แบบยุคลิด


เป็นไปได้ที่จะสร้างพื้นผิวแบบเทสเซลเลชันใน เรขาคณิต ที่ไม่ใช่แบบยุคลิดเช่นเรขาคณิตไฮเปอร์โบลิกการปูพื้นผิวแบบสม่ำเสมอในระนาบไฮเปอร์โบลิก (ซึ่งอาจเป็นแบบปกติ แบบกึ่งปกติ หรือแบบกึ่งปกติ) คือการเติมขอบต่อขอบของระนาบไฮเปอร์โบลิก โดยใช้ รูป หลายเหลี่ยมปกติเป็นหน้า ซึ่งรูปหลายเหลี่ยม เหล่านี้มีคุณสมบัติการถ่ายทอดจุดยอด ( ถ่ายทอดบนจุดยอด ) และเป็นรูปหลายเหลี่ยมไอโซโกนัล (มี การแมปไอ โซเมตรีที่แมปจุดยอดใดๆ ไปยังจุดยอดอื่นๆ) [ 65 ] [ 66 ]
รังผึ้งสม่ำเสมอในปริภูมิไฮเปอร์โบลิกคือการปูพื้นอย่างสม่ำเสมอของเซลล์ทรงหลายเหลี่ยมสม่ำเสมอ ในปริภูมิไฮเปอร์โบลิกสามมิติ (3 มิติ) มี กลุ่ม Coxeter เก้า กลุ่มของรังผึ้งนูนสม่ำเสมอขนาดกะทัดรัดซึ่งสร้างขึ้นเป็นโครงสร้าง Wythoffและแสดงโดยการเรียงสับเปลี่ยนของวงแหวนของแผนภาพ Coxeterสำหรับแต่ละกลุ่ม[ 67 ]
ในงานศิลปะ

ในงานสถาปัตยกรรม การปูกระเบื้องโมเสกถูกนำมาใช้เพื่อสร้างลวดลายตกแต่งมาตั้งแต่สมัยโบราณ กระเบื้อง โมเสกมักมีลวดลายเรขาคณิต[ 4 ]อารยธรรมในยุคต่อมายังใช้กระเบื้องขนาดใหญ่ขึ้น ไม่ว่าจะเป็นแบบเรียบหรือตกแต่งเป็นรายชิ้น กระเบื้องที่ตกแต่งสวยงามที่สุดบางส่วนคือ กระเบื้องผนัง แบบมัวร์ในสถาปัตยกรรมอิสลามโดยใช้ กระเบื้อง GirihและZelligeในอาคารต่างๆ เช่นอัลฮัมบรา[ 68 ]และลาเมซกีตา[ 69 ]
การปูพื้นด้วยรูปทรงเรขาคณิตปรากฏให้เห็นบ่อยครั้งในงานศิลปะกราฟิกของเอ็มซี เอสเชอร์เขาได้รับแรงบันดาลใจจากการใช้สมมาตรแบบมัวร์ในสถานที่ต่างๆ เช่น อัลฮัมบรา เมื่อเขาไปเยือนสเปนในปี 1936 [ 70 ] เอสเชอร์สร้าง ภาพวาด " ขีดจำกัดวงกลม " สี่ ภาพโดยใช้เรขาคณิตไฮเปอร์โบลิก [ 71 ] [ 72 ]สำหรับภาพพิมพ์ แกะไม้ "ขีดจำกัดวงกลม IV" (1960) เอสเชอร์ได้เตรียมภาพร่างด้วยดินสอและหมึกเพื่อแสดงเรขาคณิตที่ต้องการ[ 73 ]เอสเชอร์อธิบายว่า "ไม่มีส่วนประกอบใดๆ ในชุดทั้งหมด ซึ่งจากระยะไกลอย่างไม่มีที่สิ้นสุดพุ่งขึ้นเหมือนจรวดในแนวตั้งฉากจากขีดจำกัดและในที่สุดก็หายไปในนั้น ไปถึงเส้นขอบเขตเลย" [ 74 ]

ลวดลายเทสเซลเลชันมักปรากฏบนสิ่งทอ ไม่ว่าจะเป็นแบบทอ เย็บ หรือพิมพ์ ลวดลายเทสเซลเลชันถูกนำมาใช้ในการออกแบบลวดลาย ประสานของรูปทรงแพท ช์ในผ้าห่ม[ 75 ] [ 76 ]
การเรียงตัวเป็นรูปทรงต่างๆ ยังเป็นประเภทหลักในศิลปะการพับกระดาษแบบโอริกามิโดยใช้การพับเพื่อเชื่อมต่อโมเลกุล เช่น การพับแบบบิด เข้าด้วยกันในลักษณะที่ซ้ำกัน[ 77 ]
ในภาคการผลิต
การเทสเซลเลชันถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตเพื่อลดการสูญเสียวัสดุ (การสูญเสียผลผลิต) เช่นแผ่นโลหะเมื่อตัดเป็นรูปทรงต่างๆ สำหรับวัตถุ เช่นประตูรถยนต์หรือกระป๋องเครื่องดื่ม[ 78 ]
การเรียงตัวเป็น รูปทรงคล้าย รอยแตก ของโคลนปรากฏให้เห็นในฟิล์มบาง[ 79 ] [ 80 ] โดยมี การสังเกตการจัดระเบียบตนเองในระดับหนึ่ง โดยใช้ เทคโนโลยีไมโครและนาโน[ 81 ]
ในธรรมชาติ

รังผึ้งเป็นตัวอย่างที่รู้จักกันดีของการเรียงตัวแบบเทสเซลเลชันในธรรมชาติด้วยเซลล์รูปหกเหลี่ยม[ 82 ]
ในทางพฤกษศาสตร์ คำว่า "tessellate" หมายถึงรูปแบบลายตารางหมากรุก เช่น บนกลีบดอกไม้ เปลือกไม้ หรือผลไม้ ดอกไม้รวมถึงfritillary [ 83 ] และ Colchicumบางชนิดมีลักษณะเป็นลายตารางหมากรุก[ 84 ]
รูปแบบต่างๆ ในธรรมชาติจำนวนมากเกิดขึ้นจากรอยแตกในแผ่นวัสดุ รูปแบบเหล่านี้สามารถอธิบายได้ด้วยการปูพื้นแบบกิลเบิร์ต [ 85 ] หรือที่รู้จักกันใน ชื่อเครือข่ายรอยแตกแบบสุ่ม[ 86 ]การปูพื้นแบบกิลเบิร์ตเป็นแบบจำลองทางคณิตศาสตร์สำหรับการก่อตัวของรอยแตกในโคลนผลึกรูปเข็มและโครงสร้างที่คล้ายกัน แบบจำลองนี้ตั้งชื่อตามเอ็ดการ์ กิลเบิร์ตช่วยให้รอยแตกก่อตัวขึ้นโดยเริ่มจากการกระจัดกระจายแบบสุ่มบนระนาบ รอยแตกแต่ละรอยจะแพร่กระจายไปในสองทิศทางตรงกันข้ามตามแนวเส้นที่ผ่านจุดเริ่มต้น โดยความชันของเส้นนั้นถูกเลือกแบบสุ่ม ทำให้เกิดการปูพื้นของรูปหลายเหลี่ยมนูนที่ไม่สม่ำเสมอ[ 87 ]การไหลของลาวาบะซอลต์ มักแสดงการแตกเป็นเสาอันเป็นผลมาจาก แรงหด ตัวที่ทำให้เกิดรอยแตกเมื่อลาวาเย็นตัวลง เครือข่ายรอยแตกที่กว้างขวางที่พัฒนาขึ้นมักจะสร้างเสาลาวารูปหกเหลี่ยม ตัวอย่างหนึ่งของเสาเหล่านี้คือGiant's Causewayในไอร์แลนด์เหนือ[ 88 ]ทางเดินปูหินแบบเทสเซลเลตซึ่งเป็นตัวอย่างลักษณะเฉพาะที่พบได้ที่Eaglehawk Neckบนคาบสมุทรแทสแมนของแทสเมเนียเป็นการก่อตัวของหินตะกอนที่หายากซึ่งหินแตกออกเป็นบล็อกสี่เหลี่ยม[ 89 ]

รูปแบบธรรมชาติอื่นๆ เกิดขึ้นในโฟม โฟมเหล่านี้ถูกจัดเรียงตามกฎของ Plateauซึ่งต้องการพื้นผิวขั้นต่ำโฟมดังกล่าวทำให้เกิดปัญหาในการจัดเรียงเซลล์ให้แน่นที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ในปี 1887 ลอร์ดเคลวินได้เสนอการจัดเรียงโดยใช้ของแข็งเพียงชนิดเดียว คือรังผึ้งลูกบาศก์แบบตัดสองด้านที่มีหน้าโค้งเล็กน้อย ในปี 1993 เดนิส แวร์ และโรเบิร์ต เฟแลน ได้เสนอโครงสร้างแวร์-เฟแลนซึ่งใช้พื้นที่ผิวในการแยกเซลล์ที่มีปริมาตรเท่ากันน้อยกว่าโฟมของเคลวิน[ 90 ]
ในปริศนาและคณิตศาสตร์เพื่อความบันเทิง

การปูพื้นด้วยรูปทรงเรขาคณิตได้ก่อให้เกิดปริศนาการปูพื้น หลายประเภท ตั้งแต่ปริศนาจิ๊กซอว์ แบบดั้งเดิม (ที่มีชิ้นส่วนไม้หรือกระดาษแข็งที่ไม่สม่ำเสมอ) [ 91 ]และแทนแกรม[ 92 ]ไปจนถึงปริศนาสมัยใหม่ที่มักมีพื้นฐานทางคณิตศาสตร์ ตัวอย่างเช่นโพลีไอมอนด์และโพลีโอมีโนเป็นรูปทรงของสามเหลี่ยมและสี่เหลี่ยมจัตุรัสปกติ ซึ่งมักใช้ในปริศนาการปูพื้น[ 93 ] [ 94 ]นักเขียนเช่นHenry DudeneyและMartin Gardnerได้นำการปูพื้นด้วยรูปทรงเรขาคณิตมาใช้ในคณิตศาสตร์เพื่อความบันเทิง มากมาย ตัวอย่างเช่น Dudeney คิดค้น การแบ่งส่วน แบบบานพับ[ 95 ]ในขณะที่ Gardner เขียนเกี่ยวกับ " rep-tile " ซึ่งเป็นรูปทรงที่สามารถแบ่งออกเป็นสำเนาขนาดเล็กของรูปทรงเดียวกันได้[ 96 ] [ 97 ]ด้วยแรงบันดาลใจจากบทความของ Gardner ในScientific Americanนักคณิตศาสตร์สมัครเล่นMarjorie Riceได้ค้นพบการปูพื้นด้วยรูปทรงเรขาคณิตใหม่สี่แบบด้วยรูปห้าเหลี่ยม[ 98 ] [ 99 ]การปูสี่เหลี่ยมจัตุรัสเป็นปัญหาของการปูสี่เหลี่ยมจัตุรัสจำนวนเต็ม (สี่เหลี่ยมจัตุรัสที่มีด้านยาวเป็นจำนวนเต็ม) โดยใช้เฉพาะสี่เหลี่ยมจัตุรัสจำนวนเต็มอื่น ๆ เท่านั้น[ 100 ] [ 101 ]การขยายเพิ่มเติมคือการปูระนาบด้วยสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่มีขนาดเป็นจำนวนธรรมชาติทั้งหมดโดยไม่มีการซ้ำกัน เจมส์และเฟรเดอริก เฮนเลพิสูจน์แล้วว่าสิ่งนี้เป็นไปได้[ 102 ]
ตัวอย่าง
- การปูพื้นด้วยรูปสามเหลี่ยมเป็นหนึ่งในสามรูปแบบการปูพื้นปกติของระนาบ
- การปูกระเบื้องหกเหลี่ยมแบบสนับเป็นการปูกระเบื้องกึ่งปกติบนระนาบ
- การปูพื้นแบบห้าเหลี่ยมฟลอเร็ต เป็นรูปแบบคู่ขนานกับการปูพื้นแบบกึ่งปกติ และเป็นหนึ่งใน 15 รูปแบบการปูพื้นแบบห้า เหลี่ยมด้านเดียว
- องค์ประกอบการปูพื้นทั้งหมดเป็น รูปสามเหลี่ยมเทียมที่เหมือนกันโดยไม่คำนึงถึงสีและลวดลายตกแต่ง
- กระเบื้อง โวเดอร์เบิร์ก (Voderberg tiling)เป็นกระเบื้องทรงเกลียวแบบโมโนเฮดรัล(monohedral)ที่ประกอบด้วยรูปเก้าเหลี่ยม
- การปูพื้นสี่เหลี่ยมเชิงทอ พอโลยีบิดเบี้ยวแบบไอโซเฮดรัลให้เป็นรูปตัว I
ดูเพิ่มเติม
- โครงข่ายทั่วโลกแบบแยกส่วน
- รังผึ้ง (เรขาคณิต)
- รายชื่อซอฟต์แวร์ศิลปะทางคณิตศาสตร์
- ปัญหาการบรรจุหีบห่อ
- สี่เหลี่ยมผืนผ้าสมบูรณ์แบบ
- การแบ่งพื้นที่
เชิงอรรถอธิบาย
- ^ในทางคณิตศาสตร์ คำศัพท์ที่ใช้เรียกรูปทรงที่เหมือนกันคือ "congruent" – ส่วนในทางคณิตศาสตร์ "identical" หมายความว่าเป็นกระเบื้องแผ่นเดียวกัน
- ^โดยทั่วไปแล้ว กระเบื้องจะต้องมีลักษณะ ทางโทโพโลยีเหมือน กัน (เทียบเท่ากัน) กับดิสก์ปิดซึ่งหมายความว่ารูปร่างแปลกๆ ที่มีรู เส้นส่วนที่ห้อยลงมา หรือพื้นที่อนันต์จะถูกยกเว้น [ 18 ]
- ^ในบริบทนี้ คำว่า quasiregular หมายความว่า เซลล์มีรูปร่างปกติ (ทรงตัน) และรูปทรงจุดยอดมีรูปร่างกึ่งปกติ
แหล่งที่มา
- Coxeter, HSM (1973). "ส่วนที่ 4: การปูพื้นและการสร้างรังผึ้ง" รูป ทรงหลาย เหลี่ยมปกติสำนักพิมพ์โดเวอร์ ISBN 978-0-486-61480-9.
- เอสเชอร์ พิธีกร (1974) เจแอล ลอเชอร์ (เอ็ด.) โลกของ MC Escher (ฉบับย่อ NAL ใหม่) เอบรามส์. ไอเอสบีเอ็น 978-0-451-79961-6.
- การ์ดเนอร์, มาร์ติน (1989). จากกระเบื้องเพนโรสสู่รหัสลับแบบประตูซ่อน . สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ . ISBN 978-0-88385-521-8.
- Grünbaum, Branko ; Shephard, GC (1987). การปูกระเบื้องและลวดลาย . WH Freeman. ISBN 978-0-7167-1193-3.
- กัลเบิร์ก, แจน (1997). คณิตศาสตร์ตั้งแต่กำเนิดของตัวเลข . นอร์ตัน. ISBN 978-0-393-04002-9.
- สจ๊วต, เอียน (2001). เกล็ดหิมะมีรูปร่างอย่างไร? . ไวเดนเฟลด์ แอนด์ นิโคลสัน. ISBN 978-0-297-60723-6.
ลิงก์ภายนอก
- Tegula (ซอฟต์แวร์โอเพนซอร์สสำหรับสำรวจการปูพื้นแบบสองมิติของระนาบ ทรงกลม และระนาบไฮเปอร์โบลิก; รวมถึงฐานข้อมูลที่มีรูปแบบการปูพื้นนับล้านแบบ)
- Wolfram MathWorld: การปูพื้นผิว (มีเอกสารอ้างอิงที่ดี ภาพวาดแสดงการปูพื้นผิวแบบปกติ แบบกึ่งปกติ และแบบกึ่งปกติ)
- Dirk Frettlöh และEdmund Harriss “ สารานุกรมการปูกระเบื้อง ” (ข้อมูลมากมายเกี่ยวกับการปูกระเบื้องแบบทดแทน รวมถึงภาพวาด บุคคล และเอกสารอ้างอิง)
- Tessellations.org ถูกเก็บถาวรเมื่อวันที่ 8 พฤษภาคม 2017 ที่Wayback Machine (คู่มือวิธีการ, แกลเลอรีภาพเทสเซลเลชันของเอสเชอร์, แกลเลอรีภาพเทสเซลเลชันของศิลปินท่านอื่น, แผนการสอน, ประวัติ)
- เอปป์สไตน์, เดวิด . "ลานขยะเรขาคณิต: การปูพื้นแบบไฮเปอร์โบลิก "(รายชื่อแหล่งข้อมูลออนไลน์ รวมทั้งบทความและแกลเลอรี่ภาพ)
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การเรียงตัวของรูปทรงเรขาคณิต
การ ปูพื้นด้วยรูป ทรงเรขาคณิต หรือ การปู พื้นผิว ด้วยรูป ทรงเรขาคณิต คือการ ใช้ รูปทรงเรขาคณิต หนึ่งรูปหรือมากกว่านั้นเรียกว่า กระเบื้อง มาปู บนพื้นผิว ซึ่ง มัก จะเป็นระนาบ...
ประวัติศาสตร์
ชาวสุเมเรียน (ประมาณ 4000 ปีก่อนคริสตกาล) ใช้เทสเซลเลชันในการตกแต่งผนังอาคารโดยใช้ลวดลายของกระเบื้องดินเผา [ 1 ]
นิรุกติศาสตร์
ในภาษาละติน tessella คือชิ้นส่วนทรงลูกบาศก์ขนาดเล็กที่ทำจากดิน หิน หรือ แก้ว ใช้ สำหรับทำโมเสก [ 12 ] คำว่า "tessella" หมายถึง "สี่เหลี่ยมจัตุรัสขนาดเล็ก" (จาก tessera ซึ่งหมายถึงสี่เหลี่ยมจัตุรัส ซึ่งมาจากคำภาษากรีก τέσσερα ที่แปลว่า สี่ ) สอดคล้องกับ คำว่า...
ภาพรวม
การปูพื้นสองมิติ หรือที่เรียกว่าการปูกระเบื้องระนาบ เป็นหัวข้อหนึ่งในเรขาคณิตที่ศึกษาว่ารูปทรงที่เรียกว่า กระเบื้อง สามารถจัดเรียงอย่างไรให้เต็มระนาบโดยไม่มีช่องว่าง ตามชุดกฎที่กำหนด กฎเหล่านี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้ กฎทั่วไปคือต้องไม่มีช่องว่างระหว่างกระเบื้อง...