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利用Matlab實現(xiàn)繪制中秋山間秋月和皓月當空效果

 更新時間：2022年09月07日 11:57:33   作者：slandarer  
中秋節(jié)還有三天就到了，中秋節(jié)啊，闔家團圓的日子。本文將利用Matlab繪制中秋山間秋月和皓月當空的動態(tài)效果，感興趣的可以了解一下

中秋節(jié)還有三天就到了，中秋節(jié)啊，闔家團圓的日子，又有多少人去擺弄電腦甚至打開MATLAB？因此要發(fā)就現(xiàn)在！

繪制效果

月餅繪制，立體月餅繪制，月餅狀統(tǒng)計圖往年我都已經(jīng)畫過了，那么今年不妨從月亮下手，兩個動態(tài)繪圖奉上。

山間秋月

在好久之前看到童晶老師《Python趣味創(chuàng)意編程》一書中有一山水繪制示例非常驚艷，但用了一些python中有matlab中沒有的函數(shù)，一時手癢就改了個MATLAB版：

function landScape
% python代碼原作出處：童晶|《Python趣味創(chuàng)意編程》
% MATLAB代碼改寫：slandarer


% axes設置
ax=gca;
ax.XTick=[];
ax.YTick=[];
ax.XLim=[0,800];
ax.YLim=[0,600];
ax.DataAspectRatio=[1 1 1];
hold(ax,'on');
% =========================================================================
% 顏色預定義，注意此處是hsv格式
cClouds=[330,25,100];  % 云的顏色
cSky=[220,50,50];      % 天空的顏色
cFurther=[230,25,90];  % 遠山的顏色
cCloser=[210,70,10];   % 近山的顏色
% =========================================================================
% 繪圖函數(shù)調用
ax.Color=hsv2rgb(cFurther./[360,100,100]); % 背景為遠山的顏色
drawSky(cSky,cFurther)                     % 畫出天空顏色漸變效果 
drawClouds(cClouds)                        % 畫出彩色云朵效果
drawMountains(cFurther,cCloser)            % 畫出山脈效果
% =========================================================================
% 功能函數(shù)：
% -------------------------------------------------------------------------
% 漸變背景生成函數(shù)
    function drawSky(colSky,colFurther)
        % 顏色由hsv轉rgb
        colSky=hsv2rgb(colSky./[360,100,100]);
        colFurther=hsv2rgb(colFurther./[360,100,100]);
        
        %構建漸變色網(wǎng)格
        [XMesh,YMesh]=meshgrid(1:800,301:600);
        ZMesh=zeros(size(XMesh));
        CMesh=vColorMat([800,300],[colFurther;colSky]);
        surf(XMesh,YMesh,ZMesh,'CData',CMesh,'EdgeColor','none');
    end
% -------------------------------------------------------------------------
% 云繪制函數(shù)
    function drawClouds(colClouds)
        colClouds=hsv2rgb(colClouds./[360,100,100]);

        % 隨機噪聲生成
        [X,Y]=meshgrid(linspace(0,1,500));
        CLX=(-cos(X.*2.*pi)+1).^.2;
        CLY=(-cos(Y.*2.*pi)+1).^.2;
        r=(X-.5).^2+(Y-.5).^2;
        alp=abs(ifftn(exp(3i*rand(500))./r.^.8)).*(CLX.*CLY);
        alp=alp./max(alp,[],'all');
        
        CMesh=zeros([size(alp),3]);
        CMesh(:,:,1)=colClouds(1);
        CMesh(:,:,2)=colClouds(2);
        CMesh(:,:,3)=colClouds(3);
        
        % 越向下、云越透明
        dy=(1:500)./500.*0.8+0.2;
        image([0,800],[350,600],CMesh,'AlphaData',alp.*(dy'));
    end
% -------------------------------------------------------------------------
% 山峰繪制函數(shù)
    function drawMountains(colFurther,colCloser)
        [X,Y]=meshgrid(linspace(0,1,800));
        CLX=(-cos(X.*2.*pi)+1).^.2;
        CLY=(-cos(Y.*2.*pi)+1).^.2;
        r=(X-.5).^2+(Y-.5).^2;
        % 8層山
        for i=1:8
            % 每次都生成一次二維隨機噪聲，并取其中一行的數(shù)據(jù)
            h=abs(ifftn(exp(5i*rand(800))./r.^1.05)).*(CLX.*CLY).*10;
            nh=(8-i)*30+h(400,:);
            if i==1,nh=nh.*.8;end
            hm=ceil(max(nh));
            CMesh=zeros([hm,800,3]);
            
            % 顏色矩陣構造，
            tcol=colFurther+(colCloser-colFurther)./8.*(i);
            tcol=hsv2rgb(tcol./[360,100,100]);
            CMesh(:,:,1)=tcol(1);
            CMesh(:,:,2)=tcol(2);
            CMesh(:,:,3)=tcol(3);
            
            % 用nan數(shù)值框出山的輪廓
            alp=ones(hm,800);
            alp((1:hm)'>nh)=nan;
            
            % 繪制山峰
            image([-50,850],[0,hm],CMesh,'AlphaData',alp.*0.98);        
        end
    end
% =========================================================================
% 一個線性插值的漸變圖生成函數(shù)
    function colorMat=vColorMat(matSize,colorList)
        yList=((0:(matSize(2)-1))./(matSize(2)-1))';
        xList=ones(1,matSize(1));
        % 線性插值
        colorMat(:,:,1)=(colorList(1,1)+yList.*(colorList(2,1)-colorList(1,1)))*xList;
        colorMat(:,:,2)=(colorList(1,2)+yList.*(colorList(2,2)-colorList(1,2)))*xList;
        colorMat(:,:,3)=(colorList(1,3)+yList.*(colorList(2,3)-colorList(1,3)))*xList;
    end
end

本人將代碼再次略作改編，貼合中秋主題，又寫了山間秋月的代碼，能夠動態(tài)展示變換的云霧以及慢慢變圓的月亮：

function autumoon_2
% @author : slandarer
% gzh  : slandarer隨筆

% axes設置
ax=gca;
ax.XTick=[];
ax.YTick=[];
ax.XLim=[0,800];
ax.YLim=[0,600];
ax.DataAspectRatio=[1 1 1];
hold(ax,'on');
% =========================================================================
% 顏色預定義，注意此處是hsv格式
cFurther=[225,35,70];  % 遠山的顏色
cCloser=[210,70,10];   % 近山的顏色
cClouds=[250 26 43];   % 云的顏色
cSky=[215 100 18];     % 天空的顏色

% 月亮顏色格式為rgb
cMoon=[253,252,222]./255;
% =========================================================================
% 繪圖函數(shù)調用
ax.Color=hsv2rgb(cFurther./[360,100,100]); % 背景為遠山的顏色
drawSky(cSky,cFurther)                     % 畫出天空顏色漸變效果 

% 基礎繪制月亮
t1=linspace(-pi/2,pi/2,100);
t2=linspace(pi/2,3*pi/2,100);
X1=cos(t1).*35;Y1=sin(t1).*35;
X2=cos(t2).*35;Y2=sin(t2).*35;
moonHdl=fill([X1,X2]+600,[Y1,Y2]+500,cMoon,'EdgeColor','none');

% 畫出彩色云朵效果                       
cloudsCMesh=getCloudsCMesh(cClouds);
cloudsAlpha1=getCloudsAlp();
cloudsAlpha2=getCloudsAlp();
cloudHdl=image([0,800],[250,600],cloudsCMesh,'AlphaData',cloudsAlpha1);


drawMountains(cFurther,cCloser)            % 畫出山脈效果
% 隨著時間變化月亮逐漸變圓
k=linspace(-1,1,100);
for n=1:length(k)
    tX2=X2.*k(n);
    moonHdl.XData=[X1,tX2]+600;
    cloudHdl.AlphaData=cloudsAlpha1+(cloudsAlpha2-cloudsAlpha1).*n./length(k);
    pause(.1)
end
% =========================================================================
% 功能函數(shù)：
% -------------------------------------------------------------------------
% 漸變背景生成函數(shù)
    function drawSky(colSky,colFurther)
        % 顏色由hsv轉rgb
        colSky=hsv2rgb(colSky./[360,100,100]);
        colFurther=hsv2rgb(colFurther./[360,100,100]);
        
        %構建漸變色網(wǎng)格
        [XMesh,YMesh]=meshgrid(1:800,301:600);
        ZMesh=zeros(size(XMesh));
        CMesh=vColorMat([800,300],[colFurther;colSky]);
        surf(XMesh,YMesh,ZMesh,'CData',CMesh,'EdgeColor','none');
    end
% -------------------------------------------------------------------------
% 云繪制函數(shù)
    function CMesh=getCloudsCMesh(colClouds)
        colClouds=hsv2rgb(colClouds./[360,100,100]);
        CMesh=zeros([500,500,3]);
        CMesh(:,:,1)=colClouds(1);
        CMesh(:,:,2)=colClouds(2);
        CMesh(:,:,3)=colClouds(3);
    end
    function Alpha=getCloudsAlp(~,~)
        % 隨機噪聲生成
        [X,Y]=meshgrid(linspace(0,1,500));
        CLX=(-cos(X.*2.*pi)+1).^.2;
        CLY=(-cos(Y.*2.*pi)+1).^.2;
        r=(X-.5).^2+(Y-.5).^2;
        alp=abs(ifftn(exp(3i*rand(500))./r.^.8)).*(CLX.*CLY);
        alp=alp./max(alp,[],'all');
        dy=(1:500)./500.*0.8+0.2;
        Alpha=alp.*(dy');
    end
% -------------------------------------------------------------------------
% 山峰繪制函數(shù)
    function drawMountains(colFurther,colCloser)
        [X,Y]=meshgrid(linspace(0,1,800));
        CLX=(-cos(X.*2.*pi)+1).^.2;
        CLY=(-cos(Y.*2.*pi)+1).^.2;
        r=(X-.5).^2+(Y-.5).^2;
        % 8層山
        for i=1:8
            % 每次都生成一次二維隨機噪聲，并取其中一行的數(shù)據(jù)
            h=abs(ifftn(exp(5i*rand(800))./r.^1.05)).*(CLX.*CLY).*10;
            nh=(8-i)*30+h(400,:);
            if i==1,nh=nh.*.8;end
            hm=ceil(max(nh));
            CMesh=zeros([hm,800,3]);
            
            % 顏色矩陣構造
            tcol=colFurther+(colCloser-colFurther)./8.*(i);
            tcol=hsv2rgb(tcol./[360,100,100]);
            CMesh(:,:,1)=tcol(1);
            CMesh(:,:,2)=tcol(2);
            CMesh(:,:,3)=tcol(3);
            
            % 用nan數(shù)值框出山的輪廓
            alp=ones(hm,800);
            alp((1:hm)'>nh)=nan;
            
            % 繪制山峰
            image([-50,850],[0,hm],CMesh,'AlphaData',alp.*0.98);        
        end
    end
% =========================================================================
% 一個線性插值的漸變圖生成函數(shù)
    function colorMat=vColorMat(matSize,colorList)
        yList=((0:(matSize(2)-1))./(matSize(2)-1))';
        xList=ones(1,matSize(1));
        % 線性插值
        colorMat(:,:,1)=(colorList(1,1)+yList.*(colorList(2,1)-colorList(1,1)))*xList;
        colorMat(:,:,2)=(colorList(1,2)+yList.*(colorList(2,2)-colorList(1,2)))*xList;
        colorMat(:,:,3)=(colorList(1,3)+yList.*(colorList(2,3)-colorList(1,3)))*xList;
    end
end

靜態(tài)圖：

皓月當空

需要下載mapping toolbox或者直接使用文末壓縮包內的moonalb20c.mat文件，該文件是真實月球表面數(shù)據(jù)：

% @author : slandarer
% gzh  : slandarer隨筆

% 數(shù)據(jù)讀取
load moonalb20c.mat

[X,Y,Z0]=sphere(30);
surf(X,Y,Z0,'FaceColor','texturemap','CData',moonalb20c,'EdgeColor','none','FaceAlpha',.5)

% 調色
colormap gray
fig=gcf;
fig.Color=[0,0,0];
 
% 旋轉 
for i=0:(2*pi/200):(4*pi)
    campos([cos(i),sin(i),.5])
    axis off vis3d
    pause(.1)
    drawnow
end

全部文件獲取：

鏈接：https://pan.baidu.com/s/162CUlO9-33SiNx-7ZemVmA

提取碼：h71f

到此這篇關于利用Matlab實現(xiàn)繪制中秋山間秋月和皓月當空效果的文章就介紹到這了,更多相關Matlab中秋內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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