使用Python繪制可愛的招財(cái)貓

更新時間：2025年01月09日 10:14:54 作者：AI技術(shù)控

招財(cái)貓,也被稱為“幸運(yùn)貓”,是一種象征財(cái)富和好運(yùn)的吉祥物,經(jīng)常出現(xiàn)在亞洲文化的商店、餐廳和家庭中,今天,我將帶你用 Python 和 matplotlib 庫從零開始繪制一只可愛的卡通招財(cái)貓,感興趣的小伙伴跟著小編一起來看看吧

1. 為什么選擇用 Python 繪制？

繪制卡通形象通常需要設(shè)計(jì)工具（例如 Photoshop 或 Illustrator），但通過 Python，我們可以：

全面掌控每一部分的比例和顏色：所有幾何形狀均由代碼生成，你可以精確調(diào)整它們的位置、大小和顏色。
程序化生成和復(fù)用：繪制的招財(cái)貓代碼可以用作模板，方便生成不同樣式和設(shè)計(jì)的圖案。
學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和編程技巧：繪制圖形涉及幾何學(xué)、坐標(biāo)系統(tǒng)和編程邏輯。

如果你是一個數(shù)據(jù)分析師或開發(fā)者，這個過程會讓你對 matplotlib 的藝術(shù)應(yīng)用有更深的體會！

2. 繪圖的基本概念

在 Python 中，我們將使用以下方法和模塊完成繪制任務(wù)：

matplotlib.patches 模塊：
- 提供了繪制基本幾何圖形的功能，例如圓形、橢圓形、多邊形等。
- 通過 Circle、Ellipse、Polygon 等來構(gòu)建復(fù)雜的卡通形象。
matplotlib.pyplot 模塊：
- 提供了繪圖區(qū)域（Figure）和坐標(biāo)軸（Axes）。
- 幫助我們將圖形添加到畫布上，并進(jìn)行整體調(diào)整。

要繪制一只完整的招財(cái)貓，我們需要將各個部分分解為基礎(chǔ)幾何形狀，如下所示：

部件	幾何形狀	示例
頭部和身體	圓形、橢圓	`Circle`, `Ellipse`
耳朵	三角形	`Polygon`
五官（眼、鼻、嘴）	弧線和圓形	`Arc`, `Circle`
胡須	直線	`plot`
手和腳	橢圓形	`Ellipse`
裝飾物（鈴鐺、卷軸等）	圓形、長方形	`Circle`, `FancyBboxPatch`

3. 實(shí)現(xiàn)代碼解析

以下是完整代碼，按模塊逐步解析。

3.1 設(shè)置繪圖畫布

我們首先創(chuàng)建繪圖畫布，并設(shè)置招財(cái)貓的坐標(biāo)系范圍。注意：需要關(guān)閉坐標(biāo)軸，以便突出卡通形象。

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.patches import Circle, Ellipse, Polygon, FancyBboxPatch, Arc
 
# 創(chuàng)建畫布
fig, ax = plt.subplots(figsize=(6, 8))
ax.set_xlim(-10, 10)
ax.set_ylim(-12, 12)
ax.axis('off')  # 隱藏坐標(biāo)軸

3.2 繪制頭部和身體

招財(cái)貓的頭部和身體由一個大圓和一個橢圓組成。

# 繪制身體
body = Ellipse((0, -2), width=12, height=14, color='white', edgecolor='black', linewidth=2)
ax.add_patch(body)
 
# 繪制頭部
head = Circle((0, 5), radius=5, color='white', edgecolor='black', linewidth=2)
ax.add_patch(head)

3.3 繪制耳朵和內(nèi)部細(xì)節(jié)

耳朵由兩個三角形構(gòu)成，分別是外部的白色耳朵和內(nèi)部的紅色部分。

# 外部耳朵
left_ear = Polygon([[-4, 8], [-6, 12], [-2, 10]], closed=True, color='white', edgecolor='black', linewidth=2)
right_ear = Polygon([[4, 8], [6, 12], [2, 10]], closed=True, color='white', edgecolor='black', linewidth=2)
ax.add_patch(left_ear)
ax.add_patch(right_ear)
 
# 內(nèi)部耳朵
left_inner_ear = Polygon([[-4.5, 8.5], [-5.5, 11], [-3.5, 9.5]], closed=True, color='red', edgecolor='black', linewidth=1)
right_inner_ear = Polygon([[4.5, 8.5], [5.5, 11], [3.5, 9.5]], closed=True, color='red', edgecolor='black', linewidth=1)
ax.add_patch(left_inner_ear)
ax.add_patch(right_inner_ear)

3.4 繪制五官

招財(cái)貓的五官以弧線和圓形為主，營造出微笑的效果。

# 笑眼
left_eye = Arc((-2, 6), width=2, height=1, theta1=0, theta2=180, color='black', linewidth=2)
right_eye = Arc((2, 6), width=2, height=1, theta1=0, theta2=180, color='black', linewidth=2)
ax.add_patch(left_eye)
ax.add_patch(right_eye)
 
# 鼻子和嘴巴
nose = Circle((0, 5), radius=0.2, color='black')
ax.add_patch(nose)
mouth_left = Arc((-0.5, 4.6), width=1, height=0.5, theta1=0, theta2=-180, color='black')
mouth_right = Arc((0.5, 4.6), width=1, height=0.5, theta1=0, theta2=-180, color='black')
ax.add_patch(mouth_left)
ax.add_patch(mouth_right)

3.5 繪制裝飾物和肚子文字

項(xiàng)圈和鈴鐺：

# 項(xiàng)圈
collar = Ellipse((0, 3.5), width=8, height=1.5, color='red', edgecolor='black', linewidth=2)
ax.add_patch(collar)
 
# 鈴鐺
bell = Circle((0, 2.5), radius=0.8, color='gold', edgecolor='black', linewidth=2)
bell_inner = Circle((0, 2.5), radius=0.3, color='black')
ax.add_patch(bell)
ax.add_patch(bell_inner)

紅色卷軸和文字：

# 紅色卷軸
scroll = FancyBboxPatch((6, -2), width=1.5, height=5, boxstyle="round,pad=0.1", color='red', edgecolor='black', linewidth=2)
ax.add_patch(scroll)
ax.text(6.75, 0.5, "招財(cái)\n進(jìn)寶", color='black', fontsize=10, ha='center', va='center', rotation=90)

肚子上的“福 ”字：

# 福字
ax.text(0, -3, "福", color='red', fontsize=30, ha='center', va='center')

4. 完整代碼

將所有部分整合在一起：

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.patches import Circle, Ellipse, Polygon, FancyBboxPatch, Arc
 
def draw_lucky_cat():
    fig, ax = plt.subplots(figsize=(6, 8))
    ax.set_xlim(-10, 10)
    ax.set_ylim(-12, 12)
    ax.axis('off')
 
    # 繪制身體
    body = Ellipse((0, -2), width=12, height=14, color='white', edgecolor='black', linewidth=2)
    ax.add_patch(body)
 
    # 繪制頭部
    head = Circle((0, 5), radius=5, color='white', edgecolor='black', linewidth=2)
    ax.add_patch(head)
 
    # 繪制耳朵
    left_ear = Polygon([[-4, 8], [-6, 12], [-2, 10]], closed=True, color='white', edgecolor='black', linewidth=2)
    right_ear = Polygon([[4, 8], [6, 12], [2, 10]], closed=True, color='white', edgecolor='black', linewidth=2)
    ax.add_patch(left_ear)
    ax.add_patch(right_ear)
    
    # 耳朵內(nèi)部
    left_inner_ear = Polygon([[-4.5, 8.5], [-5.5, 11], [-3.5, 9.5]], closed=True, color='red', edgecolor='black', linewidth=1)
    right_inner_ear = Polygon([[4.5, 8.5], [5.5, 11], [3.5, 9.5]], closed=True, color='red', edgecolor='black', linewidth=1)
    ax.add_patch(left_inner_ear)
    ax.add_patch(right_inner_ear)
 
    # 繪制眼睛
    left_eye = Ellipse((-2, 6), width=1, height=0.5, color='black')
    right_eye = Ellipse((2, 6), width=1, height=0.5, color='black')
    ax.add_patch(left_eye)
    ax.add_patch(right_eye)
 
    # 繪制鼻子
    nose = Ellipse((0, 5), width=0.5, height=0.3, color='black')
    ax.add_patch(nose)
 
    # 繪制嘴巴
    mouth_left = Arc((-0.5, 4.5), width=1, height=0.5, theta1=0, theta2=-180, color='black')
    mouth_right = Arc((0.5, 4.5), width=1, height=0.5, theta1=0, theta2=-180, color='black')
    ax.add_patch(mouth_left)
    ax.add_patch(mouth_right)
 
    # 繪制胡須
    ax.plot([-3, -6], [5.5, 5.8], color='black', linewidth=1)
    ax.plot([-3, -6], [5, 5], color='black', linewidth=1)
    ax.plot([-3, -6], [4.5, 4.2], color='black', linewidth=1)
    ax.plot([3, 6], [5.5, 5.8], color='black', linewidth=1)
    ax.plot([3, 6], [5, 5], color='black', linewidth=1)
    ax.plot([3, 6], [4.5, 4.2], color='black', linewidth=1)
 
    # 繪制紅色項(xiàng)圈
    collar = Ellipse((0, 3), width=8, height=2, color='red', edgecolor='black', linewidth=2)
    ax.add_patch(collar)
 
    # 繪制鈴鐺
    bell = Circle((0, 2.3), radius=0.8, color='gold', edgecolor='black', linewidth=2)
    bell_inner = Circle((0, 2.3), radius=0.3, color='black')
    ax.add_patch(bell)
    ax.add_patch(bell_inner)
 
    # 繪制左手和金幣
    left_hand = Ellipse((-5, -2), width=3, height=6, angle=30, color='white', edgecolor='black', linewidth=2)
    ax.add_patch(left_hand)
    coin = Ellipse((-7, -1.5), width=3, height=2, color='gold', edgecolor='black', linewidth=2)
    ax.add_patch(coin)
 
    # 繪制右手和紅色卷軸
    right_hand = Ellipse((5, -2), width=3, height=6, angle=-30, color='white', edgecolor='black', linewidth=2)
    ax.add_patch(right_hand)
    scroll = FancyBboxPatch((6, -2), width=1.5, height=5, boxstyle="round,pad=0.1", color='red', edgecolor='black', linewidth=2)
    ax.add_patch(scroll)
    ax.text(6.75, 0, "招財(cái)\n進(jìn)寶", color='black', fontsize=10, ha='center', va='center', rotation=90)
 
    # 繪制腳
    left_foot = Ellipse((-3, -9), width=3, height=2, color='white', edgecolor='black', linewidth=2)
    right_foot = Ellipse((3, -9), width=3, height=2, color='white', edgecolor='black', linewidth=2)
    ax.add_patch(left_foot)
    ax.add_patch(right_foot)
 
    # 繪制肚子上的 "福" 字
    ax.text(0, -3, "福", color='red', fontsize=30, ha='center', va='center')
 
    plt.show()
 
draw_lucky_cat()

最終效果

運(yùn)行本文的代碼后，我們將獲得如下所示的可愛卡通招財(cái)貓：

從運(yùn)行結(jié)果來看，當(dāng)前繪圖效果和預(yù)期的細(xì)節(jié)相去甚遠(yuǎn)，需要進(jìn)一步優(yōu)化來更好優(yōu)化招財(cái)貓形象。以下是對代碼的優(yōu)化建議和改進(jìn)版代碼：

優(yōu)化建議

頭部和身體比例：目前身體和頭部的比例以及位置沒有調(diào)整好，應(yīng)該讓頭部顯得更大，同時調(diào)整身體位置。
耳朵和五官細(xì)節(jié)：耳朵形狀可以更接近原圖的尖銳感，眼睛需要弧形的笑眼，鼻子和嘴巴也需要更加擬合。
裝飾物和手臂：紅色項(xiàng)圈、鈴鐺以及手臂的位置要更準(zhǔn)確，尤其是左手抱著的金幣和右手的卷軸。
肚子上的福字：調(diào)整字體大小和位置，使其更貼合身體。
整體布局：對位置和比例重新調(diào)整，讓招財(cái)貓整體更加協(xié)調(diào)。

改進(jìn)后的代碼

以下是優(yōu)化版的代碼，包含上述改進(jìn)：

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.patches import Circle, Ellipse, Polygon, FancyBboxPatch, Arc
 
def draw_optimized_lucky_cat():
    fig, ax = plt.subplots(figsize=(6, 8))
    ax.set_xlim(-10, 10)
    ax.set_ylim(-12, 12)
    ax.axis('off')
 
    # 繪制身體
    body = Ellipse((0, -2), width=12, height=14, color='white', edgecolor='black', linewidth=2)
    ax.add_patch(body)
 
    # 繪制頭部
    head = Circle((0, 5), radius=5, color='white', edgecolor='black', linewidth=2)
    ax.add_patch(head)
 
    # 繪制耳朵
    left_ear = Polygon([[-4, 8], [-6, 12], [-2, 10]], closed=True, color='white', edgecolor='black', linewidth=2)
    right_ear = Polygon([[4, 8], [6, 12], [2, 10]], closed=True, color='white', edgecolor='black', linewidth=2)
    ax.add_patch(left_ear)
    ax.add_patch(right_ear)
    
    # 耳朵內(nèi)部
    left_inner_ear = Polygon([[-4.5, 8.5], [-5.5, 11], [-3.5, 9.5]], closed=True, color='red', edgecolor='black', linewidth=1)
    right_inner_ear = Polygon([[4.5, 8.5], [5.5, 11], [3.5, 9.5]], closed=True, color='red', edgecolor='black', linewidth=1)
    ax.add_patch(left_inner_ear)
    ax.add_patch(right_inner_ear)
 
    # 繪制笑眼
    left_eye = Arc((-2, 6), width=2, height=1, theta1=0, theta2=180, color='black', linewidth=2)
    right_eye = Arc((2, 6), width=2, height=1, theta1=0, theta2=180, color='black', linewidth=2)
    ax.add_patch(left_eye)
    ax.add_patch(right_eye)
 
    # 繪制鼻子和嘴巴
    nose = Circle((0, 5), radius=0.2, color='black')
    ax.add_patch(nose)
    mouth_left = Arc((-0.5, 4.6), width=1, height=0.5, theta1=0, theta2=-180, color='black')
    mouth_right = Arc((0.5, 4.6), width=1, height=0.5, theta1=0, theta2=-180, color='black')
    ax.add_patch(mouth_left)
    ax.add_patch(mouth_right)
 
    # 繪制胡須
    ax.plot([-3, -6], [5.5, 5.8], color='black', linewidth=1)
    ax.plot([-3, -6], [5, 5], color='black', linewidth=1)
    ax.plot([-3, -6], [4.5, 4.2], color='black', linewidth=1)
    ax.plot([3, 6], [5.5, 5.8], color='black', linewidth=1)
    ax.plot([3, 6], [5, 5], color='black', linewidth=1)
    ax.plot([3, 6], [4.5, 4.2], color='black', linewidth=1)
 
    # 繪制紅色項(xiàng)圈
    collar = Ellipse((0, 3.5), width=8, height=1.5, color='red', edgecolor='black', linewidth=2)
    ax.add_patch(collar)
 
    # 繪制鈴鐺
    bell = Circle((0, 2.5), radius=0.8, color='gold', edgecolor='black', linewidth=2)
    bell_inner = Circle((0, 2.5), radius=0.3, color='black')
    ax.add_patch(bell)
    ax.add_patch(bell_inner)
 
    # 繪制左手和金幣
    left_hand = Ellipse((-4.5, -2), width=3, height=5, angle=30, color='white', edgecolor='black', linewidth=2)
    ax.add_patch(left_hand)
    coin = Ellipse((-7, -1.5), width=3, height=2, color='gold', edgecolor='black', linewidth=2)
    ax.add_patch(coin)
 
    # 繪制右手和紅色卷軸
    right_hand = Ellipse((4.5, -2), width=3, height=5, angle=-30, color='white', edgecolor='black', linewidth=2)
    ax.add_patch(right_hand)
    scroll = FancyBboxPatch((6, -2), width=1.5, height=5, boxstyle="round,pad=0.1", color='red', edgecolor='black', linewidth=2)
    ax.add_patch(scroll)
    ax.text(6.75, 0.5, "招財(cái)\n進(jìn)寶", color='black', fontsize=10, ha='center', va='center', rotation=90)
 
    # 繪制腳
    left_foot = Ellipse((-3, -8.5), width=3, height=2, color='white', edgecolor='black', linewidth=2)
    right_foot = Ellipse((3, -8.5), width=3, height=2, color='white', edgecolor='black', linewidth=2)
    ax.add_patch(left_foot)
    ax.add_patch(right_foot)
 
    # 繪制肚子上的 "福" 字
    ax.text(0, -3, "福", color='red', fontsize=30, ha='center', va='center')
 
    plt.show()
 
draw_optimized_lucky_cat()