粉红心跳的代码之舞-优快云博客

利用Python的Tkinter库，我们能够实现一个充满动感的爱心图形。该图形不仅包含了心形的绘制，还融入了扩散效果以及光环的渲染。通过代码，我们将展示如何创建一个爱心形状，并使其随着时间的推移呈现出扩散与变形的效果。

Tkinter库：Tkinter是Python的标准GUI（图形用户界面）库，它提供了丰富的组件和功能，用于创建各种图形界面。通过Tkinter，我们可以轻松地绘制图形、创建窗口以及实现交互效果。
心形的生成：心形可以通过数学公式来绘制。在二维坐标系中，心形曲线可以通过参数方程来表示，例如：

x(t)=16sin³(t)

y(t)=13cos(t)−5cos(2t)−2cos(3t)−cos(4t)

其中，t 是参数，范围通常为 0 到 2π。通过在Tkinter的画布上绘制这些点，就可以生成一个心形图形。

下面这段代码是一个基于 Python 和 Tkinter 模块实现的爱心动画程序。它通过数学公式生成爱心形状，并通过动态效果（如抖动、扩散、光环等）使其更具视觉吸引力：

1.模块导入

import random

from math import sin, cos, pi, log

from tkinter import *

random：用于生成随机数，例如随机坐标或随机偏移量。
math：导入 sin、cos、pi 和 log 函数，用于数学计算，特别是生成爱心形状的公式。
tkinter：用于创建图形用户界面（GUI），包括窗口、画布（Canvas）等。

2.全局变量定义

CANVAS_WIDTH = 640

CANVAS_HEIGHT = 480

CANVAS_CENTER_X = CANVAS_WIDTH / 2

CANVAS_CENTER_Y = CANVAS_HEIGHT / 2

IMAGE_ENLARGE = 11

HEART_COLOR = "#EE94A7"

画布尺寸：CANVAS_WIDTH 和 CANVAS_HEIGHT 分别定义了画布的宽度和高度。
画布中心：CANVAS_CENTER_X 和 CANVAS_CENTER_Y 是画布中心的坐标，用于将爱心居中显示。
放大比例：IMAGE_ENLARGE 定义了爱心的放大倍数。
颜色：HEART_COLOR 是爱心的颜色，使用十六进制颜色代码表示粉红色。

3. 函数定义

3.1 爱心函数生成器

def heart_function(t, shrink_ratio: float = 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)

功能：根据参数 t 和放大比例 shrink_ratio，生成爱心形状的坐标 (x, y)。
数学公式：使用参数方程生成爱心形状。x 和 y 的计算公式是基于三角函数的组合。
调整：将生成的坐标放大并移动到画布中心。

3.2 随机内部扩散

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

功能：对给定的坐标 (x, y) 进行随机偏移，模拟爱心内部的扩散效果。
偏移量：使用对数函数生成随机偏移量，beta 控制扩散强度。

3.3 抖动效果

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

功能：根据距离画布中心的距离，对坐标 (x, y) 进行抖动效果。
衰减因子：force 是一个与距离相关的衰减因子，用于控制抖动的强度。

3.4 动态曲线函数

def curve (p):   

    return 2*(2*sin(4*p))/(2*pi)

功能：生成一个正弦函数的值，用于控制动画的周期性变化（例如缩放比例或光环大小）。

4. 爱心类（Heart）

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 inrange(generate_frame):            
            self.calc(frame)

功能：Heart 类用于生成和渲染爱心动画。
成员变量：
- _points：存储原始爱心的坐标。
- _edge_diffusion_points 和 _center_diffusion_points：分别存储边缘扩散和中心扩散的坐标。
- all_points：存储每一帧的动态点坐标。
- generate_frame：动画的总帧数。

4.1 构建爱心

def build(self, number):

    for _ in range(number):

        t = random.uniform(0, 2 * pi)

        x, y = heart_function(t)

        self._points.add((x, y))

    # 边缘扩散和中心扩散

    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))

    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))

功能：生成原始爱心的坐标，并对其进行边缘扩散和中心扩散。

4.2 计算动态效果

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))

    # 处理轮廓、边缘扩散点和中心扩散点

    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

功能：计算每一帧的动态效果，包括光环、轮廓、边缘扩散和中心扩散。

4.3 渲染爱心

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)

功能：在画布上绘制每一帧的爱心动画。

5. 动画绘制函数

def draw(main: Tk, render_canvas: Canvas, render_heart: Heart, render_frame=0):

    render_canvas.delete('all')

    render_heart.render(render_canvas, render_frame)

    main.after(160, draw, main, render_canvas, render_heart, render_frame + 1)

功能：通过 main.after 方法实现动画的循环绘制，每隔 160 毫秒绘制下一帧。

6. 主程序入口

if __name__ == '__main__':

    root = Tk()

    root.title("Missken") 

    canvas = Canvas(root, bg='black', height=CANVAS_HEIGHT, width=CANVAS_WIDTH)

    canvas.pack()

    heart = Heart()

    draw(root, canvas, heart)

    Label(root, text="Gozel", bg="black", fg="#FF99CC", font="Helvetic 20 bold").place(relx=.5, rely=.5, anchor=CENTER)

    root.mainloop()

创建 Tkinter 窗口和画布，初始化 Heart 对象，并启动动画绘制。

效果：