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写在前面
Python语言实现李峋同款可写字版跳动的爱心的完整代码。
完整代码
import tkinter as tk
import tkinter.messagebox
import random
from math import sin, cos, pi, log
from tkinter.constants import *
width = 888
height = 500
heartx = width / 2
hearty = height / 2
side = 11
heartcolor = "skyblue" # 爱心颜色，可修改
word = "I Love You!" # 想要写的字，可修改
# 爱心类
class Heart:
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):
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))
……
代码分析
这段代码是使用 tkinter 库编写的一个爱心动画程序。它展示了一个动态变化的爱心效果，并在屏幕中间显示 “I Love You!” 文字。代码包含了多个功能模块，下面将逐一分析每个部分的功能和工作原理。
1. 导入库
import tkinter as tk
import tkinter.messagebox
import random
from math import sin, cos, pi, log
from tkinter.constants import *
tkinter：用于创建图形用户界面（GUI）。random：用于生成随机数，控制动画中的随机效果。math：用于数学计算，特别是三角函数和对数运算，用于生成爱心形状的数学公式。tkinter.constants：提供一些常用常量，例如用于定位和对齐的常量（如CENTER）。
2. 全局变量定义
width = 888
height = 500
heartx = width / 2
hearty = height / 2
side = 11
heartcolor = "skyblue" # 爱心颜色，可修改
word = "I Love You!" # 想要写的字，可修改
width和height：定义了画布的宽度和高度。heartx和hearty：爱心的中心坐标。side：定义了爱心图案的初始大小。heartcolor：定义了爱心的颜色。word：定义了显示在屏幕上的文字内容。
3. Heart 类
Heart 类负责生成和渲染动态的爱心效果。
3.1 __init__ 方法
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)
self._points、self._edge_diffusion_points、self._center_diffusion_points：分别存储爱心的原始点、边缘扩散效果点和中心扩散效果点。self.all_points：保存每一帧的所有点数据。self.build(2000)：构建爱心形状和扩散效果。self.random_halo：用于控制光晕效果的强度。self.generate_frame：决定生成的帧数，用于控制动画的流畅度。
3.2 build 方法
def build(self, number):
for _ in range(number):
t = random.uniform(0, 2 * pi)
x, y = heart_function(t)
self._points.add((x, y))
self._points：通过生成随机的t值，计算出爱心形状的点。heart_function(t)是计算爱心形状的函数。- 扩散效果：通过向
self._edge_diffusion_points和self._center_diffusion_points中添加更多的点来实现边缘和中心的扩散效果。
3.3 calc_position 方法
def calc_position(x, y, ratio):
force = 1 / (((x - heartx) ** 2 + (y - hearty) ** 2) ** 0.520) # 魔法参数
dx = ratio * force * (x - heartx) + random.randint(-1, 1)
dy = ratio * force * (y - hearty) + random.randint(-1, 1)
return x - dx, y - dy
这个方法用于计算每个点在动画过程中移动的偏移量。偏移量的计算考虑了距离和比例，并加入了一些随机偏差，使得效果更加自然。
3.4 calc 方法
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))
- 计算每一帧的变化，更新爱心的点和光晕效果。
halo_radius和halo_number控制了光晕的半径和数量。- 使用
heart_function和shrink方法来计算爱心边缘的点，并将它们加入all_points列表。
3.5 render 方法
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=heartcolor)
- 渲染当前帧的所有点，使用
create_rectangle方法在画布上绘制矩形来表示每个点。 - 点的大小由
size控制，颜色是heartcolor。
4. 辅助函数
4.1 heart_function
def heart_function(t, shrink_ratio: float = side):
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 += heartx
y += hearty
return int(x), int(y)
- 该函数根据
t参数计算出爱心的坐标，使用的是数学公式生成爱心形状的点。 shrink_ratio控制爱心大小。
4.2 scatter_inside
def scatter_inside(x, y, beta=0.15):
ratio_x = - beta * log(random.random())
ratio_y = - beta * log(random.random())
dx = ratio_x * (x - heartx)
dy = ratio_y * (y - hearty)
return x - dx, y - dy
- 模拟点的散射效果，控制点在爱心内部的分布。
4.3 shrink
def shrink(x, y, ratio):
force = -1 / (((x - heartx) ** 2 + (y - hearty) ** 2) ** 0.6)
dx = ratio * force * (x - heartx)
dy = ratio * force * (y - hearty)
return x - dx, y - dy
- 通过计算一个缩放因子来调整点的位置，使其从爱心的中心向外扩展或收缩。
4.4 curve
def curve(p):
return 2 * (2 * sin(4 * p)) / (2 * pi)
- 用于生成平滑的周期性变化，控制动画中的点移动。
5. 主程序和显示
def love():
root = tk.Tk()
screenwidth = root.winfo_screenwidth()
screenheight = root.winfo_screenheight()
x = (screenwidth - width) // 2
y = (screenheight - height) // 2 - 66
root.geometry("%dx%d+%d+%d" % (width, height, x, y))
root.title("❤")
canvas = tk.Canvas(root, bg='black', height=height, width=width)
canvas.pack()
heart = Heart()
draw(root, canvas, heart)
tk.Label(root, text=word, bg="black", fg="skyblue", font="Helvetic 25 bold").place(relx=.5, rely=.5, anchor=CENTER)
root.mainloop()
- 创建主窗口并设置其尺寸和标题。
- 创建一个画布并使用
Heart类生成爱心效果。 - 使用
draw函数每隔一定时间刷新一次画布，渲染新的帧。 - 在窗口中间显示 “I Love You!” 文字。
6. 总结
这段代码通过使用 tkinter 和数学函数，创建了一个动态的爱心动画，展现了光晕效果和扩散效果，使得爱心看起来更加生动和浪漫。通过对动画帧的控制，爱心的形状和运动轨迹会不断变化，生成了一个流畅的动态效果。这不仅是一个简单的 GUI 程序，还融合了数学和物理模拟的概念。
写在最后
我是一只有趣的兔子，感谢你的喜欢！