利用Matlab繪制一個可愛的南瓜燈

更新時間：2022年02月26日 15:07:27 作者：slandarer

這篇文章主要為大家介紹了如何利用Matlab繪制一個可愛的南瓜燈！文中的示例代碼講解詳細(xì)，對我們學(xué)習(xí)Matlab有一定幫助，需要的可以參考一下

效果及原理

效果如下：

調(diào)一下數(shù)據(jù)還能改成三角眼：

原理

南瓜主體函數(shù)從知友 [九章算法] 的一張圖而來，大體是瓜身瓜柄分段函數(shù)，然后繞著z軸旋轉(zhuǎn)一周得到曲面，我對數(shù)值做了微調(diào)，原圖及原始數(shù)據(jù)：

實(shí)現(xiàn)方法

這里我故意保留了網(wǎng)格讓南瓜看起來有一點(diǎn)布娃娃的感覺，(大家也可以根據(jù)自己喜好改寫，例如將’EdgeColor’設(shè)置為’none’并打個光啥的)

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

% 球面坐標(biāo)轉(zhuǎn)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(gòu)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(diǎn)設(shè)置為nan，繪制出來的圖像相對應(yīng)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;


% 球面坐標(biāo)轉(zhuǎn)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(fā)光：

為了模擬發(fā)光，我在南瓜內(nèi)部繪制了一個小一圈的南瓜并設(shè)置為燈光的顏色：

% 繪制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')

完整代碼

function pumpkin
clc;clear;

% 構(gòu)造網(wǎng)格
[t,p]=meshgrid(linspace(0,2*pi,200),linspace(0,pi-.05,200));
% 二元分段函數(shù)
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;


% 球面坐標(biāo)轉(zhuǎn)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(gòu)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];

% 繪制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