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matlab實(shí)現(xiàn)繪制玫瑰花球的示例代碼

 更新時(shí)間：2023年08月21日 10:25:42   作者：slandarer  
這篇文章主要介紹了如何利用matlab實(shí)現(xiàn)繪制玫瑰花球,文中的示例代碼講解詳細(xì),對(duì)我們學(xué)習(xí)Matlab有一定的幫助,需要的可以參考一下

效果如下：

在這里插入圖片描述

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原理

玫瑰繪制

要畫花球我們要先會(huì)繪制一朵花：

在這里插入圖片描述

如何畫一朵花可以看看這篇：MATLAB 3D玫瑰花繪制

三維坐標(biāo)變化

主要用下面的坐標(biāo)變化方法：

正十二面體球

想像這里有一個(gè)正十二面體球，我們把每一面放上一朵花，也就是說每兩朵花之間夾角是pi-acos(-1/sqrt(5))，我們可以通過多次x軸旋轉(zhuǎn)和多次z軸旋轉(zhuǎn)將每朵花放到合適的角度

在這里插入圖片描述

完整代碼

function roseBall
clear;clc
%曲面數(shù)據(jù)計(jì)算
%==========================================================================
[x,t]=meshgrid((0:24)./24,(0:0.5:575)./575.*20.*pi+4*pi);
p=(pi/2)*exp(-t./(8*pi));
change=sin(15*t)/150;
u=1-(1-mod(3.6*t,2*pi)./pi).^4./2+change;
y=2*(x.^2-x).^2.*sin(p);
r=u.*(x.*sin(p)+y.*cos(p));
h=u.*(x.*cos(p)-y.*sin(p));
%顏色映射表
%==========================================================================
hMap=(h-min(min(h)))./(max(max(h))-min(min(h)));
col=size(hMap,2);
colorList=[0.0200    0.0400    0.3900
         0    0.0900    0.5800
         0    0.1300    0.6400
    0.0200    0.0600    0.6900
         0    0.0800    0.7900
    0.0100    0.1800    0.8500
         0    0.1300    0.9600
    0.0100    0.2600    0.9900
         0    0.3500    0.9900
    0.0700    0.6200    1.0000
    0.1700    0.6900    1.0000];
% colorList=[0.2100    0.0900    0.3800
%     0.2900    0.0700    0.4700
%     0.4000    0.1100    0.4900
%     0.5500    0.1600    0.5100
%     0.7500    0.2400    0.4700
%     0.8900    0.3200    0.4100
%     0.9700    0.4900    0.3700
%     1.0000    0.5600    0.4100
%     1.0000    0.6900    0.4900
%     1.0000    0.8200    0.5900
%     0.9900    0.9200    0.6700
%     0.9800    0.9500    0.7100];
colorFunc=colorFuncFactory(colorList);
dataMap=colorFunc(hMap');
colorMap(:,:,1)=dataMap(:,1:col);
colorMap(:,:,2)=dataMap(:,col+1:2*col);
colorMap(:,:,3)=dataMap(:,2*col+1:3*col);
    function colorFunc=colorFuncFactory(colorList)
        xx=(0:size(colorList,1)-1)./(size(colorList,1)-1);
        y1=colorList(:,1);y2=colorList(:,2);y3=colorList(:,3);
        colorFunc=@(X)[interp1(xx,y1,X,'linear')',interp1(xx,y2,X,'linear')',interp1(xx,y3,X,'linear')'];
    end
%曲面旋轉(zhuǎn)及繪制
%==========================================================================
surface(r.*cos(t),r.*sin(t),h+0.35,'EdgeAlpha',0.05,...
    'EdgeColor',[0 0 0],'FaceColor','interp','CData',colorMap)
hold on
surface(r.*cos(t),r.*sin(t),-h-0.35,'EdgeAlpha',0.05,...
    'EdgeColor',[0 0 0],'FaceColor','interp','CData',colorMap)
Xset=r.*cos(t);
Yset=r.*sin(t);
Zset=h+0.35;
yaw_z=pi*72/180;
roll_x=pi-acos(-1/sqrt(5));
R_z_2=[cos(yaw_z),-sin(yaw_z),0;
    sin(yaw_z),cos(yaw_z),0;
    0,0,1];
R_z_1=[cos(yaw_z/2),-sin(yaw_z/2),0;
    sin(yaw_z/2),cos(yaw_z/2),0;
    0,0,1];
R_x_2=[1,0,0;
     0,cos(roll_x),-sin(roll_x);
     0,sin(roll_x),cos(roll_x)];
[nX,nY,nZ]=rotateXYZ(Xset,Yset,Zset,R_x_2);
surface(nX,nY,nZ,'EdgeAlpha',0.05,...
'EdgeColor',[0 0 0],'FaceColor','interp','CData',colorMap)
for k=1:4
    [nX,nY,nZ]=rotateXYZ(nX,nY,nZ,R_z_2);
    surface(nX,nY,nZ,'EdgeAlpha',0.05,...
    'EdgeColor',[0 0 0],'FaceColor','interp','CData',colorMap)
end   
[nX,nY,nZ]=rotateXYZ(nX,nY,nZ,R_z_1);
for k=1:5
    [nX,nY,nZ]=rotateXYZ(nX,nY,nZ,R_z_2);
    surface(nX,nY,-nZ,'EdgeAlpha',0.05,...
    'EdgeColor',[0 0 0],'FaceColor','interp','CData',colorMap)
end   
%--------------------------------------------------------------------------
    function [nX,nY,nZ]=rotateXYZ(X,Y,Z,R)
        nX=zeros(size(X));
        nY=zeros(size(Y));
        nZ=zeros(size(Z));
        for i=1:size(X,1)
            for j=1:size(X,2)
                v=[X(i,j);Y(i,j);Z(i,j)];
                nv=R*v;
                nX(i,j)=nv(1);
                nY(i,j)=nv(2);
                nZ(i,j)=nv(3);
            end
        end
    end
%axes屬性調(diào)整
%==========================================================================
ax=gca;
grid on
ax.GridLineStyle='--';
ax.LineWidth=1.2;
ax.XColor=[1,1,1].*0.4;
ax.YColor=[1,1,1].*0.4;
ax.ZColor=[1,1,1].*0.4;
ax.DataAspectRatio=[1,1,1];
ax.DataAspectRatioMode='manual';
ax.CameraPosition=[-6.5914  -24.1625   -0.0384];
end

另：補(bǔ)兩張古早之前做的折紙花球：

在這里插入圖片描述

在這里插入圖片描述

我好像在詭異配色的道路上越走越遠(yuǎn)了。。。其實(shí)后面第二種配色還可以不是嘛 。。。

配色1：

在這里插入圖片描述

配色2：

在這里插入圖片描述

配色3：

在這里插入圖片描述

配色4：

在這里插入圖片描述

配色4的數(shù)據(jù)上下顛倒是這樣的：

在這里插入圖片描述

這幾種顏色大家可以試試看，我真的盡力了。。。。

顏色數(shù)據(jù)：

colorList1=[0.2000    0.0800    0.4300
    0.2000    0.1300    0.4600
    0.2000    0.2100    0.5000
    0.2000    0.2800    0.5300
    0.2000    0.3700    0.5800
    0.1900    0.4500    0.6200
    0.2000    0.4800    0.6400
    0.1900    0.5400    0.6700
    0.1900    0.5700    0.6900
    0.1900    0.7500    0.7800
    0.1900    0.8000    0.8100
];
colorList2=[0.1300    0.1000    0.1600
    0.2000    0.0900    0.2000
    0.2800    0.0800    0.2300
    0.4200    0.0800    0.3000
    0.5100    0.0700    0.3400
    0.6600    0.1200    0.3500
    0.7900    0.2200    0.4000
    0.8800    0.3500    0.4700
    0.9000    0.4500    0.5400
    0.8900    0.7800    0.7900
];
colorList3=[0.3200    0.3100    0.7600
    0.3800    0.3400    0.7600
    0.5300    0.4200    0.7500
    0.6400    0.4900    0.7300
    0.7200    0.5500    0.7200
    0.7900    0.6100    0.7100
    0.9100    0.7100    0.6800
    0.9800    0.7600    0.6700
];
colorList4=[0.9500    0.2300    0.6600
    0.7500    0.2100    0.6000
    0.6200    0.2000    0.5700
    0.4500    0.1800    0.5200
    0.3200    0.2100    0.5200
    0.2700    0.3100    0.6000
    0.2500    0.3600    0.6400
    0.1900    0.4800    0.7400
];

后注：兩個(gè)面夾角為pi-acos(-1/sqrt(5))，同平面旋轉(zhuǎn)為了五等分要轉(zhuǎn)72度，因而yaw_z，和roll_x取值并不相同，代碼和原文描述已經(jīng)做出相應(yīng)更改。

到此這篇關(guān)于matlab實(shí)現(xiàn)繪制玫瑰花球的示例代碼的文章就介紹到這了,更多相關(guān)matlab繪制玫瑰花球內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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