如何使用MATLAB绘制绕线画?附带颜色渲染
2021-05-26 20:40
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效果:
过程图效果:
1.过程描述
linify.me网站算法:
- 随机寻找一个亮度值低于阈值(80)的像素点。
- 找出所有由200个点里任意两个点连成的,并且离该像素点最近的线。
- 在这些线里面,计算每条线上经过的像素的平均亮度值,画出最低亮度值的那条线。
- 被画出来的那条线经过的所有像素,将亮度值设为最大(255),即不参与下次循环。
- 重复以上过程,直到画出 lineNum 条线。
郑越升改进算法:
- 在圆周上200点里,以两个点为一组,随机抽取80个组合。
- 抽取的每一组的两点可以定义一条线段,计算每一组的线段经过的像素亮度平均值,找出平均像素亮度值最低的一组,并对该组两点进行连线。
- 连线经过的像素亮度值提高50。
- 重复以上过程,直到画出 lineNum 条线。
注:算法中各个数值都可以进行改变(比如想绘制的更细节可以在圆周上取300个点,算法部分来自于推送:Processing绕线作画
2.如何连线经过的点
2.1 点到直线的距离
我们已知两个钉子的位置,求点到两钉子构成直线距离,首先就要做出一个垂直于直线方向的单位向量,下图V,之后用向量CB与V做点乘即可,计算出如果点到直线距离小于1,点就在线上(0.5-1均可)
2.2 选择椭圆内部的点
我们简单的取个交集即可
第二张图是我们计算出直线经过的点,图一是提前计算好的椭圆内点。
3.plot函数如何绘制透明线
一般颜色参数是0-1范围的1x3数组,我们可以给他扩充为1x4,第四个参数就是透明度,例如:
plot(X,Y,‘Color’,[0,0,0,0.5])
4.绕线部分完整代码
图片大小500x500左右效果比较好,图片最好边缘明显,灰度差距大。
function wireDarw oriPic=imread('test.jpg'); nailNum=300;%钉子数量 randNum=80;%一次采样数量 lineNum=2000;%线条数量 [rows,cols,nChannels]=size(oriPic); if nChannels>1 oriPic=rgb2gray(oriPic); end ratio=[1260,560]./[cols,rows]; fig=figure('units','pixels',... 'position',[20 60 min(ratio)*(cols+1) min(ratio)*(rows+1)],... 'Color',[1 1 1]); ax=axes('Units','pixels',... 'parent',fig,... 'Color',[1 1 1],... 'Position',[0 0 min(ratio)*(cols+1) min(ratio)*(rows+1)],... 'XLim',[0 cols+1],... 'YLim',[0 rows+1],... 'XColor','none',... 'YColor','none'); hold on ax.YDir='normal'; midX=(1+cols)/2; midY=(1+rows)/2; t=linspace(0,2*pi,nailNum+1); t(end)=[];t=t(:); nailPos=[(midX-0.5).*(cos(t)+1),(midY-0.5).*(sin(t)+1)]+0.5; scatter(nailPos(:,1),nailPos(:,2),5,'filled','CData',[0 0 0]) degreeMat=oriPic(end:-1:1,:); [XMesh,YMesh]=meshgrid((1:cols)-midX,(1:rows)-midY); normXMesh=XMesh./(midX-0.5); normYMesh=YMesh./(midY-0.5); l2Mesh=normXMesh.^2+normYMesh.^2; outCircleMesh=l2Mesh>1; degreeMat=double(degreeMat); [XSet,YSet]=meshgrid(1:cols,1:rows); for i=1:lineNum randiNail=randi([1,nailNum],[randNum,2]); randiNail(randiNail(:,1)==randiNail(:,2),:)=[]; lumSet=inf.*ones(1,size(randiNail,1)); for j=1:size(randiNail,1) pnt1=nailPos(randiNail(j,1),:); pnt2=nailPos(randiNail(j,2),:); v=[pnt2(2)-pnt1(2),pnt1(1)-pnt2(1)];v=v./norm(v); onLine=abs((XSet-pnt1(1)).*v(1)+(YSet-pnt1(2)).*v(2))<1; onLine=onLine&(~outCircleMesh); if sum(sum(onLine))>10 lumMean=mean(degreeMat(onLine)); lumSet(j)=lumMean; else lumSet(j)=inf; end end [~,index]=sort(lumSet); S_pnt1=nailPos(randiNail(index(1),1),:); S_pnt2=nailPos(randiNail(index(1),2),:); S_v=[S_pnt2(2)-S_pnt1(2),S_pnt1(1)-S_pnt2(1)];S_v=S_v./norm(S_v); S_onLine=abs((XSet-S_pnt1(1)).*S_v(1)+(YSet-S_pnt1(2)).*S_v(2))<0.6; S_onLine=S_onLine&(~outCircleMesh); degreeMat(S_onLine)=degreeMat(S_onLine)+50; plot([S_pnt1(1),S_pnt2(1)],[S_pnt1(2),S_pnt2(2)],'Color',[0.2,0.2,0.2,0.4],'LineWidth',0.3) disp(i) pause(0.001) end end
夹带私货hiahiahia :
5.绕线部分存在问题
若图片灰度对比度不大,绘制出图片会很模糊,例如我的头像:
6.颜色渲染
oriPic=imread('test.jpg');%原图片 linePic=imread('untitled1.png');%绕线画 linePic=rgb2gray(linePic); oriPic=imresize(oriPic,size(linePic)); newPic=255-(255-double(linePic)).*(255-double(oriPic))./255; figure imshow(uint8(newPic))
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