Código de amor para dibujar Python (edición limitada del día de San Valentín chino)

Escrito al frente:

¡Es el Festival Qixi anual otra vez! ¿Aún te preocupa qué regalo darle a tu novia y no sabes cómo expresar todo tu amor? ¡No te preocupes, estoy aquí para ayudarte! Hoy te enseñaré cómo dibujar un corazón que late usando Python, agregando romance y diversión a esta noche especial con creatividad y humor. Sin más, veamos el ejemplo:

inserte la descripción de la imagen aquí

No hay mucho que decir, el código:

Este código utiliza la biblioteca tkinter de Python para implementar un programa para dibujar animaciones en forma de corazón. A continuación se muestran instrucciones detalladas para cada paso:

Importe las bibliotecas y módulos necesarios:
- random: Se utiliza para generar números aleatorios.
- sin, cos, pi, log: Funciones matemáticas utilizadas para calcular las coordenadas y la fuerza de la forma del corazón.
- tkinter: Se utiliza para crear una interfaz GUI.

Ejemplo de código:

import random
from math import sin, cos, pi, log
from tkinter import *

Definir constantes y variables globales:
- CANVAS_WIDTH, CANVAS_HEIGHT: El ancho y alto del lienzo.
- CANVAS_CENTER_X, CANVAS_CENTER_Y: Las coordenadas del centro del lienzo.
- IMAGE_ENLARGE: La ampliación de la forma del corazón.
- HEART_COLOR: El color del corazón.
- heart: Objeto en forma de corazón.

Ejemplo de código:

CANVAS_WIDTH = 640
CANVAS_HEIGHT = 640
CANVAS_CENTER_X = CANVAS_WIDTH / 2
CANVAS_CENTER_Y = CANVAS_HEIGHT / 2
IMAGE_ENLARGE = 11
HEART_COLOR = "#e77c8e"

# 声明一个爱心对象
heart = None

Defina una función para generar una forma de corazón:
- heart_function(t, shrink_ratio=IMAGE_ENLARGE): tGenera las coordenadas de la forma del corazón según los parámetros.
  - Se utilizan fórmulas matemáticas para calcular las coordenadas xey de la forma del corazón generada.
  - Escale y traslade las coordenadas para que el corazón esté en el centro del lienzo.
  - Devuelve el valor de coordenadas entero.

Ejemplo de código:

def heart_function(t, shrink_ratio=IMAGE_ENLARGE):
    x = 16 * (sin(t) ** 3)
    y = -(13 * cos(t) - 5 * cos(2 * t) - 2 * cos(3 * t) - cos(4 * t))
    x *= shrink_ratio
    y *= shrink_ratio
    x += CANVAS_CENTER_X
    y += CANVAS_CENTER_Y
    return int(x), int(y)

Defina las funciones internas de extensión y tramado:
- scatter_inside(x, y, beta=0.15): (x, y)Difusión interna de coordenadas.
  - Calcula la proporción de difusión en función del valor beta especificado.
  - Calcula las coordenadas difusas según la escala y devuelve los nuevos valores de coordenadas.
- shrink(x, y, ratio): (x, y)Reduce las coordenadas.
  - Calcula la relación de reducción en función del valor de relación especificado.
  - Calcule las coordenadas reducidas según la escala y devuelva los nuevos valores de coordenadas.

Ejemplo de código:

def scatter_inside(x, y, beta=0.15):
    ratio_x = -beta * log(random.random())
    ratio_y = -beta * log(random.random())
    dx = ratio_x * (x - CANVAS_CENTER_X)
    dy = ratio_y * (y - CANVAS_CENTER_Y)
    return x - dx, y - dy

def shrink(x, y, ratio):
    force = -1 / (((x - CANVAS_CENTER_X) ** 2 + (y - CANVAS_CENTER_Y) ** 2) ** 0.6)
    dx = ratio * force * (x - CANVAS_CENTER_X)
    dy = ratio * force * (y - CANVAS_CENTER_Y)
    return x - dx, y - dy

Defina la clase de forma de corazón:
- Heart: El constructor de la clase en forma de corazón, que se utiliza para generar el conjunto de puntos en forma de corazón.
  - Inicialice cada variable miembro.
  - Llame buildal método para generar un conjunto de puntos en forma de corazón.
  - Inicializa el halo aleatorio y la velocidad de fotogramas.
- build(self, number): genera conjuntos de puntos en forma de corazón.
  - Genera un conjunto de cardioides a partir del número especificado.
  - El conjunto de puntos resultante se difumina y se difumina internamente.
- calc_position(x, y, ratio): Calcule la nueva posición del punto cardioide.
  - Calcula la nueva posición del punto en función de la velocidad y el desplazamiento especificados.
  - Devuelve el nuevo valor de coordenadas.
- calc(self, generate_frame): Calcule el conjunto de puntos en forma de corazón para cada cuadro.
  - Calcule los parámetros relevantes del conjunto de puntos en forma de corazón de acuerdo con el número de cuadro actual.
  - Genere conjuntos de puntos de halo de corazón y otros conjuntos de puntos.
  - Guarde todos los conjuntos de puntos en una lista.
- render(self, render_canvas, render_frame): representa un conjunto de puntos en forma de corazón en el lienzo.
  - Itere sobre el conjunto de puntos en forma de corazón para el número especificado de fotogramas.
  - Dibuja un rectángulo que represente la ubicación y el tamaño del punto del corazón.

Ejemplo de código:

class Heart:
    def __init__(self, generate_frame=20):
        self._points = set()
        self._edge_diffusion_points = set()
        self._center_diffusion_points = set()
        self.all_points = {
    
    }
        self.build(2000)
        self.random_halo = 1000
        self.generate_frame = generate_frame
        for frame in range(generate_frame):
            self.calc(frame)

    def build(self, number):
        for _ in range(number):
            t = random.uniform(0, 2 * pi)
            x, y = heart_function(t)
            self._points.add((x, y))
        for _x, _y in list(self._points):
            for _ in range(3):
                x, y = scatter_inside(_x, _y, 0.05)
                self._edge_diffusion_points.add((x, y))
        point_list = list(self._points)
        for _ in range(4000):
            x, y = random.choice(point_list)
            x, y = scatter_inside(x, y, 0.17)
            self._center_diffusion_points.add((x, y))

    @staticmethod
    def calc_position(x, y, ratio):
        force = 1 / (((x - CANVAS_CENTER_X) ** 2 + (y - CANVAS_CENTER_Y) ** 2) ** 0.520)
        dx = ratio * force * (x - CANVAS_CENTER_X) + random.randint(-1, 1)
        dy = ratio * force * (y - CANVAS_CENTER_Y) + random.randint(-1, 1)
        return x - dx, y - dy

    def calc(self, generate_frame):
        ratio = 10 * curve(generate_frame / 10 * pi)
        halo_radius = int(4 + 6 * (1 + curve(generate_frame / 10 * pi)))
        halo_number = int(3000 + 4000 * abs(curve(generate_frame / 10 * pi) ** 2))
        all_points = []
        heart_halo_point = set()
        for _ in range(halo_number):
            t = random.uniform(0, 2 * pi)
            x, y = heart_function(t, shrink_ratio=11.6)
            x, y = shrink(x, y, halo_radius)
            if (x, y) not in heart_halo_point:
                heart_halo_point.add((x, y))
                x += random.randint(-14, 14)
                y += random.randint(-14, 14)
                size = random.choice((1, 2, 2))
                all_points.append((x, y, size))
        for x, y in self._points:
            x, y = self.calc_position(x, y, ratio)
            size = random.randint(1, 3)
            all_points.append((x, y, size))
        for x, y in self._edge_diffusion_points:
            x, y = self.calc_position(x, y, ratio)
            size = random.randint(1, 2)
            all_points.append((x, y, size))
        for x, y in self._center_diffusion_points:
            x, y = self.calc_position(x, y, ratio)
            size = random.randint(1, 2)
            all_points.append((x, y, size))
        self.all_points[generate_frame] = all_points

    def render(self, render_canvas, render_frame):
        for x, y, size in self.all_points[render_frame % self.generate_frame]:
            render_canvas.create_rectangle(x, y, x + size, y + size, width=0, fill=HEART_COLOR)

Definir la función de dibujo:
- draw(main, render_canvas, render_heart, render_frame=0): Dibuja una animación de corazón.
  - Borre el contenido del lienzo.
  - Llame al método de renderizado del objeto del corazón para dibujar la animación del corazón.
  - Dibuja texto en el lienzo.
  - Utilice afterel método para actualizar la pantalla periódicamente.

Ejemplo de código:

def draw(main: Tk, render_canvas: Canvas, render_heart: Heart, render_frame=0):
    render_canvas.delete('all')
    render_heart.render(render_canvas, render_frame)
    render_canvas.create_text(320, 320, text="宝贝爱你哟", fill='#e77c8e', font=('微软雅黑', 15, 'bold'))
    main.after(160, draw, main, render_canvas, render_heart, render_frame + 1)

Entrada del programa principal:
- Determine si ejecutar el programa principal.
- Crea objetos de ventana principal y lienzo.
- Crea un objeto en forma de corazón.
- Llame a la función de dibujo para comenzar a dibujar la animación en forma de corazón.
- Ingrese al bucle principal y espere el procesamiento del evento.

Ejemplo de código:

if __name__ == '__main__':
    root = Tk()
    root.title('宝贝爱你哟')
    canvas = Canvas(root, bg='black', height=CANVAS_HEIGHT, width=CANVAS_WIDTH)
    canvas.pack()
    heart = Heart()
    draw(root, canvas, heart)
    root.mainloop()

El código completo es el siguiente:

import random
from math import sin, cos, pi, log
from tkinter import *

CANVAS_WIDTH = 640  # 画布的宽
CANVAS_HEIGHT = 640  # 画布的高
CANVAS_CENTER_X = CANVAS_WIDTH / 2  # 画布中心的X轴坐标
CANVAS_CENTER_Y = CANVAS_HEIGHT / 2  # 画布中心的Y轴坐标
IMAGE_ENLARGE = 11  # 放大比例
HEART_COLOR = "#e77c8e"  # 心的颜色#ff7171


def heart_function(t, shrink_ratio: float = IMAGE_ENLARGE):
    """
    “爱心函数生成器”
    :param shrink_ratio: 放大比例
    :param t: 参数
    :return: 坐标
    """
    # 基础函数
    x = 16 * (sin(t) ** 3)
    y = -(13 * cos(t) - 5 * cos(2 * t) - 2 * cos(3 * t) - cos(4 * t))

    # 放大
    x *= shrink_ratio
    y *= shrink_ratio

    # 移到画布中央
    x += CANVAS_CENTER_X
    y += CANVAS_CENTER_Y

    return int(x), int(y)


def scatter_inside(x, y, beta=0.15):
    """
    随机内部扩散
    :param x: 原x
    :param y: 原y
    :param beta: 强度
    :return: 新坐标
    """
    ratio_x = - beta * log(random.random())
    ratio_y = - beta * log(random.random())

    dx = ratio_x * (x - CANVAS_CENTER_X)
    dy = ratio_y * (y - CANVAS_CENTER_Y)

    return x - dx, y - dy


def shrink(x, y, ratio):
    """
    抖动
    :param x: 原x
    :param y: 原y
    :param ratio: 比例
    :return: 新坐标
    """
    force = -1 / (((x - CANVAS_CENTER_X) ** 2 + (y - CANVAS_CENTER_Y) ** 2) ** 0.6)  # 这个参数...
    dx = ratio * force * (x - CANVAS_CENTER_X)
    dy = ratio * force * (y - CANVAS_CENTER_Y)
    return x - dx, y - dy


def curve(p):
    """
    自定义曲线函数，调整跳动周期
    :param p: 参数
    :return: 正弦
    """
    # 可以尝试换其他的动态函数，达到更有力量的效果（贝塞尔？）
    return 2 * (3 * sin(4 * p)) / (2 * pi)


class Heart:
    """
    爱心类
    """

    def __init__(self, generate_frame=20):
        self._points = set()  # 原始爱心坐标集合
        self._edge_diffusion_points = set()  # 边缘扩散效果点坐标集合
        self._center_diffusion_points = set()  # 中心扩散效果点坐标集合
        self.all_points = {
    
    }  # 每帧动态点坐标
        self.build(2000)

        self.random_halo = 1000

        self.generate_frame = generate_frame
        for frame in range(generate_frame):
            self.calc(frame)

    def build(self, number):
        # 爱心
        for _ in range(number):
            t = random.uniform(0, 2 * pi)  # 随机不到的地方造成爱心有缺口
            x, y = heart_function(t)
            self._points.add((x, y))

        # 爱心内扩散
        for _x, _y in list(self._points):
            for _ in range(3):
                x, y = scatter_inside(_x, _y, 0.05)
                self._edge_diffusion_points.add((x, y))

        # 爱心内再次扩散
        point_list = list(self._points)
        for _ in range(4000):
            x, y = random.choice(point_list)
            x, y = scatter_inside(x, y, 0.17)
            self._center_diffusion_points.add((x, y))

    @staticmethod
    def calc_position(x, y, ratio):
        # 调整缩放比例
        force = 1 / (((x - CANVAS_CENTER_X) ** 2 + (y - CANVAS_CENTER_Y) ** 2) ** 0.520)  # 魔法参数

        dx = ratio * force * (x - CANVAS_CENTER_X) + random.randint(-1, 1)
        dy = ratio * force * (y - CANVAS_CENTER_Y) + random.randint(-1, 1)

        return x - dx, y - dy

    def calc(self, generate_frame):
        ratio = 10 * curve(generate_frame / 10 * pi)  # 圆滑的周期的缩放比例

        halo_radius = int(4 + 6 * (1 + curve(generate_frame / 10 * pi)))
        halo_number = int(3000 + 4000 * abs(curve(generate_frame / 10 * pi) ** 2))

        all_points = []

        # 光环
        heart_halo_point = set()  # 光环的点坐标集合
        for _ in range(halo_number):
            t = random.uniform(0, 2 * pi)  # 随机不到的地方造成爱心有缺口
            x, y = heart_function(t, shrink_ratio=11.6)  # 魔法参数
            x, y = shrink(x, y, halo_radius)
            if (x, y) not in heart_halo_point:
                # 处理新的点
                heart_halo_point.add((x, y))
                x += random.randint(-14, 14)
                y += random.randint(-14, 14)
                size = random.choice((1, 2, 2))
                all_points.append((x, y, size))

        # 轮廓
        for x, y in self._points:
            x, y = self.calc_position(x, y, ratio)
            size = random.randint(1, 3)
            all_points.append((x, y, size))

        # 内容
        for x, y in self._edge_diffusion_points:
            x, y = self.calc_position(x, y, ratio)
            size = random.randint(1, 2)
            all_points.append((x, y, size))

        for x, y in self._center_diffusion_points:
            x, y = self.calc_position(x, y, ratio)
            size = random.randint(1, 2)
            all_points.append((x, y, size))

        self.all_points[generate_frame] = all_points

    def render(self, render_canvas, render_frame):
        for x, y, size in self.all_points[render_frame % self.generate_frame]:
            render_canvas.create_rectangle(x, y, x + size, y + size, width=0, fill=HEART_COLOR)


def draw(main: Tk, render_canvas: Canvas, render_heart: Heart, render_frame=0):
    render_canvas.delete('all')
    render_heart.render(render_canvas, render_frame)
    render_canvas.create_text(320, 320, text="宝贝爱你哟", fill='#e77c8e', font=('微软雅黑', 15, 'bold'))  # 此处可自定义
    main.after(160, draw, main, render_canvas, render_heart, render_frame + 1)



if __name__ == '__main__':
    root = Tk()  # 一个Tk
    root.title('宝贝爱你哟')  # 此处可自定义
    canvas = Canvas(root, bg='black', height=CANVAS_HEIGHT, width=CANVAS_WIDTH)
    canvas.pack()
    heart = Heart()  # 心
    draw(root, canvas, heart)  # 开始画
    root.mainloop()

Escribe al final:

¡Les deseo a todos un feliz Festival Qixi, mucho tiempo con sus seres queridos y un feliz matrimonio durante cien años!

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