利用Matlab繪製一個可愛的南瓜燈

2022-02-26 13:00:04

效果及原理

效果如下：

調一下資料還能改成三角眼：

原理

南瓜主體函數從知友 [九章演演算法] 的一張圖而來，大體是瓜身瓜柄分段函數，然後繞著z軸旋轉一週得到曲面，我對數值做了微調，原圖及原始資料：

實現方法

這裡我故意保留了網格讓南瓜看起來有一點布娃娃的感覺，(大家也可以根據自己喜好改寫，例如將’EdgeColor’設定為’none’並打個光啥的)

% 構造網格
[t,p]=meshgrid(linspace(0,2*pi,200),linspace(0,pi-.05,200));
% 二元分段函數
foutline=@(t,p)(p<=.14).*90.*cos(7.*p)+(p>.14).*(cos(20.*t)+70).*(p.*(pi-p+.1)).^.2;

% 球面座標轉化為X,Y,Z
h=cos(p).*foutline(t,p);
R=sin(p).*foutline(t,p);
R=R;
X=cos(t).*R;
Y=sin(t).*R;

% 顏色矩陣構造
CMap=ones([size(t),3]);
tMap=ones(size(t));
c1=[253,158,3]./255;
c2=[76,103,86]./255;
for i=1:3
    tMap(:,:)=c1(i);
    tMap(p<=.14)=c2(i);
    CMap(:,:,i)=tMap;
end

figure()
surf(X,Y,h,'CData',CMap,'EdgeColor',[0,0,0],'EdgeAlpha',.2)

眼睛嘴巴部分：

這部分我就將一部分曲面上的點設定為nan，繪製出來的影象相對應地方就是空缺：

% 畫個嘴巴
mask(maskX>50&maskX<100&maskY>130&maskY<140)=nan;
% 矩形眼睛
mask(maskX>45&maskX<65&maskY>90&maskY<100)=nan;
mask(maskX>85&maskX<105&maskY>90&maskY<100)=nan;

% 三角形眼睛
% mask(maskX>45&maskX<70&maskY>90&maskY<100)=nan;
% mask(maskX>80&maskX<105&maskY>90&maskY<100)=nan;
% mask(maskX>45&maskX<70&maskY>90&maskY<100&(maskX-maskY>-35))=1;
% mask(maskX>45&maskX<70&maskY>90&maskY<100&(maskX-maskY(end:-1:1,:)<-55))=1;
% mask(maskX>80&maskX<105&maskY>90&maskY<100&(maskX-maskY>5))=1;
% mask(maskX>80&maskX<105&maskY>90&maskY<100&(maskX-maskY(end:-1:1,:)<-15))=1;


% 球面座標轉化為X,Y,Z
h=cos(p).*foutline(t,p);
R=sin(p).*foutline(t,p);
R=R.*mask;
X=cos(t).*R;
Y=sin(t).*R;

發光：

為了模擬發光，我在南瓜內部繪製了一個小一圈的南瓜並設定為燈光的顏色：

% 繪製一個小一圈的南瓜頭假裝光源
h=cos(p).*foutline(t,p).*0.95;
R=sin(p).*foutline(t,p).*0.95;
X=cos(t).*R;
Y=sin(t).*R;
surf(X,Y,h,'FaceColor',[248,240,186]./255,'EdgeColor','none')

完整程式碼

function pumpkin
clc;clear;

% 構造網格
[t,p]=meshgrid(linspace(0,2*pi,200),linspace(0,pi-.05,200));
% 二元分段函數
foutline=@(t,p)(p<=.14).*90.*cos(7.*p)+(p>.14).*(cos(20.*t)+70).*(p.*(pi-p+.1)).^.2;


mask=ones(size(t));
[maskX,maskY]=meshgrid(1:size(t,1),1:size(t,2));

% 畫個嘴巴
mask(maskX>50&maskX<100&maskY>130&maskY<140)=nan;
% 矩形眼睛
mask(maskX>45&maskX<65&maskY>90&maskY<100)=nan;
mask(maskX>85&maskX<105&maskY>90&maskY<100)=nan;

% 三角形眼睛
% mask(maskX>45&maskX<70&maskY>90&maskY<100)=nan;
% mask(maskX>80&maskX<105&maskY>90&maskY<100)=nan;
% mask(maskX>45&maskX<70&maskY>90&maskY<100&(maskX-maskY>-35))=1;
% mask(maskX>45&maskX<70&maskY>90&maskY<100&(maskX-maskY(end:-1:1,:)<-55))=1;
% mask(maskX>80&maskX<105&maskY>90&maskY<100&(maskX-maskY>5))=1;
% mask(maskX>80&maskX<105&maskY>90&maskY<100&(maskX-maskY(end:-1:1,:)<-15))=1;


% 球面座標轉化為X,Y,Z
h=cos(p).*foutline(t,p);
R=sin(p).*foutline(t,p);
R=R.*mask;
X=cos(t).*R;
Y=sin(t).*R;


% 顏色矩陣構造
CMap=ones([size(t),3]);
tMap=ones(size(t));
c1=[253,158,3]./255;
c2=[76,103,86]./255;
for i=1:3
    tMap(:,:)=c1(i);
    tMap(p<=.14)=c2(i);
    CMap(:,:,i)=tMap;
end

figure()
surf(X,Y,h,'CData',CMap,'EdgeColor',[0,0,0],'EdgeAlpha',.2)
ax=gca;
hold(ax,'on')
% ax.Color=[0 0 0];

% 繪製一個小一圈的南瓜頭假裝光源
h=cos(p).*foutline(t,p).*0.95;
R=sin(p).*foutline(t,p).*0.95;
X=cos(t).*R;
Y=sin(t).*R;
surf(X,Y,h,'FaceColor',[248,240,186]./255,'EdgeColor','none')

ax.View=[-137.3000 13.9844];

end

以上就是利用Matlab繪製一個可愛的南瓜燈的詳細內容，更多關於Matlab繪製南瓜燈的資料請關注it145.com其它相關文章！

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