☰

使用 TikZ 塑造阿米巴变形虫形状

tag-icon • tag-icon tikz-pgf diagrams
使用 TikZ 塑造阿米巴变形虫形状

我想用 TikZ 绘制一般的变形虫形状，但并不想过多考虑它的边界。基本上是一个具有平滑局部凸边界的封闭连通集。

有什么想法可以轻松做到这一点吗？

答案1

使用 PSTricks 制作的更加逼真的变形虫。

第一个版本

请跳过此第一个版本（因为有一个小故障）并跳至最终版本。

在这个版本中我使用了\psparametricplot。在仔细研究了它的行为后，我注意到最后一个节点总是包含在创建封闭曲线中。因此，第一个节点和最后一个节点位于同一条径向线上，这使得曲线在连接它们的曲线上存在视觉缺陷。

我不知道如何在使用时排除最后一个节点\psparametricplot。

enter image description here

\documentclass[pstricks]{standalone}
\usepackage{pst-plot}
\psset
{
    plotstyle=ccurve,
    fillstyle=solid,
    fillcolor=gray,
}
\begin{document}
\begin{pspicture}(-3,-3)(3,3)
\psparametricplot[plotpoints=40]{0}{360}{/R rand 1001 mod 1000 div 1.5 add def R t PtoC}
\end{pspicture}
\end{document}

动画片

enter image description here

\documentclass[pstricks]{standalone}
\usepackage{pst-plot}
\psset
{
    plotstyle=ccurve,
    fillstyle=solid,
    fillcolor=gray,
}

\begin{document}
\multido{\i=4+4}{20}{%
\begin{pspicture}(-3,-3)(3,3)
\psparametricplot[plotpoints=\i]{0}{360}{/R rand 1001 mod 1000 div 1.5 add def R t PtoC}
\end{pspicture}}
\end{document}

最终版本

在这个版本中，我用它\curvepnodes来生成一个节点列表。\Pnodecount表示最后一个元素的索引。

所以，

\multido{\i=0+1}{\Pnodecount}{\xdef\points{\points (P\i)}}

排除最后一个节点。

使用的一个优点\curvepnodes是我们不需要计算角度步长。

enter image description here

\documentclass[pstricks]{standalone}

\usepackage{pst-node,pst-plot}
\psset{fillstyle=solid,fillcolor=gray}

\def\points{}
\pstVerb{666 srand}
\def\N{25}

\begin{document}
\begin{pspicture}(-3,-3)(3,3)
\curvepnodes[plotpoints=\N]{0}{360}{rand 16 mod 15 div 1.5 add t PtoC}{P}
\multido{\i=0+1}{\Pnodecount}{\xdef\points{\points (P\i)}}
\expandafter\psccurve\points
\end{pspicture}
\end{document}

动画片

enter image description here

\documentclass[pstricks]{standalone}

\usepackage{pst-node,pst-plot}
\usepackage{graphicx}

\newsavebox\IBox
\savebox\IBox{\includegraphics[width=6cm]{example-grid-100x100pt}}
\psset
{
    fillstyle=solid,
    fillcolor=gray,
    xunit=\dimexpr\wd\IBox/6,
    yunit=\dimexpr\ht\IBox/6,
}

\pstVerb{666 srand}

\begin{document}
\multido{\io=15+5}{10}{%
\def\points{}%
\begin{pspicture}(-3,-3)(3,3)
\curvepnodes[plotpoints=\io]{0}{360}{rand 16 mod 15 div 1.5 add t PtoC}{P}
\multido{\ii=0+1}{\Pnodecount}{\xdef\points{\points (P\ii)}}
\begin{psclip}{\expandafter\psccurve\points}
    \rput(0,0){\usebox\IBox}
\end{psclip}
\end{pspicture}}
\end{document}

答案2

以下是使用 Peter Grill 链接的问题中的一个示例的示例。您需要来自TeX-SX 启动板站点：下载文件hobby.dtx并运行tex hobby.dtx以生成文件。运行pdflatex hobby.dtx以生成文档。完成后，代码很简单：

\documentclass{article}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{hobby}

\begin{document}
\begin{tikzpicture}
\fill[green!50] (0,0) .. (1,0) .. (1,3) .. (0,3) .. (0,1.5) .. cycle;
\fill[green!50] (3,0) .. +(1,0) .. +(1,2) .. +(1,3) .. +(0,3) .. cycle;
\fill[green!50] (6,0) .. +(1,0) .. +(1,1) .. +(1,2) .. +(1,3) .. +(0,3) .. +(0,1.5) .. cycle;
\end{tikzpicture}
\end{document}

生成：

amoeba shapes

（尽管您应该知道，我上面使用的特定语法可能会在 TikZ 的未来版本中失效；但有一种替代符号绝对不会失效）

答案3

我 [...] 并不想太深入地思考它的边界。基本上是一个具有光滑局部凸边界的封闭连通集。

每当我不愿意画曲线的时候对其边界进行过深入思考，我只是使用随机曲线。例如，这是一个使用 Metapost + Metafun 的解决方案（我发布了 ConTeXt 代码，但它也应该可以在独立的 metapost 中使用）

编辑正如 Karl 的学生的回答所示，如果你开始随机化更多点，你会得到更逼真的变形虫形状。基于这个想法，这里有另一个解决方案：（我认为有 20 个点的变形虫看起来相当逼真）。

enter image description here

\startMPdefinitions
  vardef amoeba (expr n) =
      (for i = 0 step 360/n until 360 - 360/n : (0.5*tand(i mod (30) + 20) randomized 0.1)*dir(i randomized 5) .. endfor cycle)
  enddef;
\stopMPdefinitions


\starttext

\startMPpage[offset=2mm]
  path a ; 

  for i = 1 upto 5 :
      a := amoeba(10*i) scaled 2cm shifted (i*3cm,0);

      fill a withcolor 0.8white;
      draw a withpen pencircle scaled 2bp;
  endfor

\stopMPpage


\stoptext

代码细目：

  • n：点数。
  • (0.5*tand(i mod (30) + 20) randomized 0.1)：根据角度改变点与原点的距离i。
  • dir(i radnomized 5)：i表示角度。将角度随机化 5 度。

上一个答案

enter image description here

或随机性较低

enter image description here

这些曲线是使用

\startMPdefinitions
  vardef amoeba =
      (fullcircle randomized 0.8 cornered 0.15 randomized 0.1) 
  enddef;
\stopMPdefinitions

\starttext

\startMPpage[offset=2mm]
  path a ; 

  for i = 1 upto 5 :
      a := amoeba scaled 2cm shifted (i*3cm,0);

      fill a withcolor 0.8white;
      draw a withpen pencircle scaled 2bp;
  endfor

\stopMPpage

\stoptext

在第二张图中，我将randomized 0.8其改为randomized 0.3。代码分解如下：

  • fullcircle：以原点为中心绘制一个直径为 1 的圆
  • randomized 0.8：将圆的每个“点”随机化 0.8。由于圆的直径为 1，因此这会大大改变形状。降低此数字会产生更圆的形状。
  • cornered 0.15：用直线连接随机点，但不是用直角连接的线，而是用半径为 0.15 的角连接线。
  • randomized 0.1：再次随机化所有点，使其看起来分散。如果想要平滑的输出，请忽略此项。

除了从圆形开始，您还可以从更像变形虫的形状开始，以获得更真实的输出。

相关内容