Python分聃 之数字雨加入潘周聃运动曲线的详细过程
前言
相信各位同学最近一定被潘周聃刷屏和洗脑了，互联网上也出现了这种各样的模仿者，做为思维活跃的IT人，网上冲浪先进分子，以及整活小能手，我们当然也不能落伍，话不多说，整活开始。
什么是潘周聃运动曲线
首先，这个在曲线在热点时间出现之前是不存在的，这条曲线是博主勇敢di牛牛在总结了潘周聃的起身动作特点后总结出来的。下面详细介绍曲线产生的过程。
模型求解：
【潘中单】潘周聃走路⚡️原版
通过对比其他模仿者的视频，我们可以发现此次热点动作的核心在于潘同学起身时，身体重心相对于起始轴的偏移
首先我们对该动作的重心变化做一个简单的分析：这是普通人
可以看到重心一般情况是垂直上升的，并不会突然产生偏移。
这是潘同学：
当然，这只是一个粗略的轨迹，真正的轨迹有待进一步拟合，
要想较好的拟合出运动轨迹，我们需要知道两个参数。
- 相对与主轴的偏移量随时间t的变化：
△x = f(t)
- 垂直方向的运动分量：
y = f(t)
垂直方向运动模型求解：
首先是比较简单的垂直方向，在初中我们学习过，人在起立的时候是先加速后减速，
设速度为V(t)，则
y = V(t)t
我们暂且先用一个先增后减的函数来模拟速度：
水平方向运动模型求解：
动态不好分析，我们先来看一张图片
是不时感觉似曾相识，没错，他和我们的tanX较为相似：
这样还不是很直观，没关系，让我们把他倒过来：
我们肯定也不能直接用这个函数，需要对他做一下变换，取出我们想要的东西，
首先这个函数我们只需要一部分，我们的X是从0开始，所以我们做如下变化：
模型验证
静态验证
下面我们使用Python的matplotlib库绘图，对轨迹进行一个验证，
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
def path(H):
# H是我们测试模型的身高
y = np.arange(0.1, H / 2, 0.1) # y方向区间
# x = pow((pow(y,2) - 10*y + 26),-1)
x = H / 18 * (np.arctan(18 * y / H - 5) + 1.4)
plt.plot(x, y)
plt.show()
path(180)
path(90)
path(160)
这是180 的你
这是你一米二的弟弟：
这是你一米六的女朋友：
可以发现我们变换模型的身高，都保持了一致的曲线。
动态验证
我们每相隔0.1s打印一次，路径点：结果如图：
可以观察到中间的点较为稀疏，和我们的预期效果一样，这里我并没有直接用上面的微分方程，而是用微元法算的路径，原理很简单，我们小时候就学过，这里不再赘述，并且更换H，与T之后，误差也很小。
贴上代码：
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt
import gif
H = 180
def path(H, T):
# H是我们测试模型的身高
listy = []
t = np.arange(0.1,T,0.1)
ys = H*(np.pi)/(4*T)*np.sin(t*np.pi/T)
s = 0
s0 = 0
for i in ys:
s = s + (i+s0)*0.1/2
listy.append(s)
s0 = i
y = np.array(listy)
# x = pow((pow(y,2) - 10*y + 26),-1)
x = H / 18 * (np.arctan(18 * y / H - 5) + 1.4)
return x,y,t,ys
x,y,t,ys= path(H,4)
print(y)
plt.plot(x,y,"*")
plt.plot(t,ys,"+")
plt.show()
#plt.pause(0.01)片
制作偏移量生成工具
我们知道，数字雨的每一个数字都会在每一帧进行垂直移动，我们只要在想要进行潘周聃曲线的时候插入上面的偏移量即可。
原理是上面的这里直接上代码：
import numpy as np
def path(H, T, t0):
# H是我们测试模型的身高
listy = []
t = np.arange(0, T, t0)
ys = H * (np.pi) / (4 * T) * np.sin(t * np.pi / T) # 垂直方向的速度函数
y0 = 0
for i in ys:
s0 = (i + y0) * t0 / 2 # 垂直方向单位时间内移动距离
listy.append(s0)
y0 = i # 记录前一次的速度
s0 = 0
s = 0
listy0 = []
for i in ys:
s = s + (i+s0) * t0 / 2 # 垂直总路程
listy0.append(s)
s0 = i
y = np.array(listy0)
x = H / 18 * (np.arctan(18 * y / H - 5) + 1.4)
x0 = 0
listx = []
for i in x:
s0 = i - x0 # 水平方向单位时间内移动距离
listx.append(s0)
x0 = i # 保存前一次的X坐标
return listx, listy
print(path(100,5,0.1))
数字雨效果制作
哈哈哈，到这里我们的数字雨就变得妖娆起来啦，是不是有潘周耼的风范呢了，上代码：
import pygame
import random
# !/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-
# @Date : 2018/10/23
import numpy as np
import random
import pygame
def path(H, T, t0):
# H是我们测试模型的身高
listy = []
t = np.arange(0, T, t0)
ys = H * (np.pi) / (4 * T) * np.sin(t * np.pi / T) # 垂直方向的速度函数
y0 = 0
for i in ys:
s0 = (i + y0) * t0 / 2 # 垂直方向单位时间内移动距离
listy.append(s0)
y0 = i # 记录前一次的速度
s0 = 0
s = 0
listy0 = []
for i in ys:
s = s + (i + s0) * t0 / 2 # 垂直总路程
listy0.append(s)
s0 = i
y = np.array(listy0)
x = H / 18 * (np.arctan(18 * y / H - 5) + 1.4)
x0 = 0
listx = []
for i in x:
s0 = i - x0 # 水平方向单位时间内移动距离
listx.append(s0)
x0 = i # 保存前一次的X坐标
return listx, listy
PANEL_width = 600
PANEL_highly = 500
FONT_PX = 15
pygame.init()
# 创建一个可视化窗口
winSur = pygame.display.set_mode((PANEL_width, PANEL_highly))
font = pygame.font.SysFont("123.ttf", 25)
bg_suface = pygame.Surface((PANEL_width, PANEL_highly), flags=pygame.class="lazy" data-srcALPHA)
pygame.Surface.convert(bg_suface)
bg_suface.fill(pygame.Color(0, 0, 0, 28))
# winSur.fill((0, 0, 0))
# 数字版
# letter = [font.render(str(i), True, (0, 255, 0)) for i in range(10)]
# 字母版
letter = ['q', 'w', 'e', 'r', 't', 'y', 'u', 'i', 'o', 'p', 'a', 's', 'd', 'f', 'g', 'h', 'j', 'k', 'l', 'z', 'x', 'c',
'v', 'b', 'n', 'm']
texts = [
font.render(str(letter[i]), True, (0, 255, 0)) for i in range(26)
]
# 按屏幕的宽带计算可以在画板上放几列坐标并生成一个列表
column = int(PANEL_width / FONT_PX)
drops = [0 for i in range(column)]
print(drops)
pan = -1
x0 = 0
y0 = 0
i0 = 0
dropsx = [0 for i in range(column)]
dropsy = [0 for i in range(column)]
listx, listy = path(400, 2, 0.1)
kk = 0 # 获取之前的坐标
finsh = False
allfinish =False
while True:
# 从队列中获取事件
for event in pygame.event.get():
if event.type == pygame.QUIT:
exit()
elif event.type == pygame.KEYDOWN:
chang = pygame.key.get_pressed()
if chang[32]: # 按下空格键
pan = 1000
i0 = 5 # 取消密集点
if pan > 0:
pygame.time.delay(100)
winSur.blit(bg_suface, (0, 0))
pan = pan - 1
if i0 < len(listx):
x0 = listx[i0]
y0 = listy[i0]
else:
finsh = True
i0 = i0 + 1
if kk == 0:
for i in range(len(drops)):
dropsx[i] = i * FONT_PX
dropsy[i] = drops[i] * FONT_PX
kk = 1
if finsh:
allfinish = True
for i in range(len(drops)):
text = random.choice(texts)
dropsy[i] = dropsy[i] + FONT_PX
dropsx[i] = dropsx[i]
# 重新编辑每个坐标点的图像
winSur.blit(text, (dropsx[i], dropsy[i]))
if dropsy[i] > PANEL_highly and allfinish: # 到头了
allfinish = True
else:
allfinish =False
for i in range(len(drops)):
text = random.choice(texts)
dropsy[i] = dropsy[i] + y0
dropsx[i] = dropsx[i] + x0
# 重新编辑每个坐标点的图像
winSur.blit(text, (dropsx[i], dropsy[i]))
# if drops[i] * 10 > PANEL_highly: # 到头了，或者运气不好
# drops[i] = 0
if allfinish:
pan = -1
drops = [0 for i in range(column)]
pygame.display.flip()
dropsx = [0 for i in range(column)]
dropsy = [0 for i in range(column)]
finsh = False
allfinish = False
kk = 0
continue
pygame.display.flip()
continue
# 将暂停一段给定的毫秒数
pygame.time.delay(100)
# 重新编辑图像第二个参数是坐上角坐标
winSur.blit(bg_suface, (0, 0))
for i in range(len(drops)):
text = random.choice(texts)
# 重新编辑每个坐标点的图像
winSur.blit(text, (i * FONT_PX, drops[i] * FONT_PX))
drops[i] += 1 # 向下走一格
if drops[i] * 10 > PANEL_highly or random.random() > 0.98: # 到头了，或者运气不好
drops[i] = 0
pygame.display.flip()
== 我设置的是按下空格键之后进行潘化，跑完自动复原。==
声明
以上内容纯属娱乐，以及为了表达对潘周聃同学的仰慕。
到此这篇关于Python分聃 之数字雨加入潘周聃运动曲线的文章就介绍到这了,更多相关Python潘周聃运动曲线内容请搜索编程网以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持编程网！
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