用matplotlib生成一个炫酷的爱心

下面是结合数学方程和可视化技巧，生成一个炫酷的爱心效果：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.animation import FuncAnimation
# 创建画布
fig = plt.figure(figsize=(8, 8))
ax = plt.axes(xlim=(-2.5, 2.5), ylim=(-3, 2))
ax.set_facecolor('black')  # 设置黑色背景
plt.axis('off')
# 爱心参数方程（改进版）
def heart(t):t = np.radians(t)x = 1.5 * (16 * np.sin(t)**3)y = 1.5 * (13 * np.cos(t) - 5 * np.cos(2*t) - 2 * np.cos(3*t) - np.cos(4*t))return x/20, y/20  # 缩放尺寸
# 生成角度数组
theta = np.linspace(0, 360, 1000)
# 初始化散点
scat = ax.scatter([], [], c=[], cmap='rainbow', s=40, alpha=0.7, edgecolors='w')
# 创建动画函数
def animate(angle):# 生成旋转矩阵rad = np.radians(angle)rot_matrix = np.array([[np.cos(rad), -np.sin(rad)],[np.sin(rad), np.cos(rad)]])# 生成基础爱心坐标x, y = heart(theta)points = np.vstack((x, y))# 应用旋转rotated = np.dot(rot_matrix, points)# 颜色渐变参数（随时间变化）colors = np.sin(0.1*theta + np.radians(angle)*2)# 更新散点属性scat.set_offsets(rotated.T)scat.set_array(colors)scat.set_sizes(np.linspace(30, 60, len(theta)))  # 大小渐变# 添加随机星星特效stars_x = np.random.uniform(-2.5, 2.5, 30)stars_y = np.random.uniform(-3, 2, 30)sizes = np.random.uniform(10, 100, 30)plt.scatter(stars_x, stars_y, s=sizes, c='white', alpha=0.3, edgecolors='none')return scat,
# 创建动画
ani = FuncAnimation(fig, animate, frames=np.arange(0, 360, 2), interval=50)
# 添加标题
plt.title('Creative Rotating Heart', color='white', fontsize=16, y=0.9)
# 显示动画
plt.show()

代码解析：

1. 数学方程：使用改进的心形参数方程，通过组合多个余弦项创建更柔和的爱心形状

2. 动态效果：

• 实时旋转：使用旋转矩阵实现平滑旋转

• 颜色渐变：彩虹色系映射结合角度参数

• 大小渐变：点的大小从30到60渐变

3. 视觉效果增强：

• 黑色背景与白色边框点

• 半透明效果（alpha=0.7）

• 随机星星特效（每次刷新随机生成）

4. 参数调整技巧：

• 缩放系数（1.5倍原始方程）

• 角度采样密度（1000个点）

• 旋转速度（每帧2度）

进阶改进建议：

5. 添加3D效果：

from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')
# 在z轴添加波动：z = 0.5 * np.sin(2*t)

6. 自定义颜色映射：

colors = np.linspace(0, 1, len(theta))
cmap = plt.cm.get_cmap('hsv', 256)

7. 添加交互功能：

def onclick(event):# 点击生成文字特效plt.text(event.xdata, event.ydata, '❤', color='red', fontsize=20)
fig.canvas.mpl_connect('button_press_event', onclick)

这个动画会生成一个持续旋转的渐变爱心，背景带有随机闪烁的星星特效。颜色会随着旋转角度动态变化，每个点的大小也呈现渐变效果，整体呈现出梦幻般的视觉效果。可以通过调整colormap（‘rainbow’）、旋转速度（interval参数）和缩放系数来创建不同风格的爱心效果。