Анимированное 3D Сердце в Терминале Этот проект представляет собой анимированное 3D сердце, которое отображается в терминале. Он создан с использованием языка программирования Python и библиотеки NumPy, что позволяет выполнять математические вычисления и работать с массивами данных. Проект демонстрирует, как можно применять математические концепции для создания визуально привлекательных анимаций в текстовом формате.
📚 Основные компоненты Импорт библиотек 📚
В начале кода импортируются необходимые библиотеки. NumPy используется для работы с массивами и выполнения математических операций. Библиотека time позволяет управлять временем и задержками, а sys используется для взаимодействия с системой, особенно для вывода информации в терминал. Математические функции, такие как синус и косинус, обеспечивают создание параметрических уравнений. Библиотека collections.deque используется для создания двусторонней очереди, которая помогает подсчитывать количество кадров в секунду (FPS). Библиотека colorsys позволяет преобразовывать цвета из HSV в RGB.
🔄 Функция поворота точек: 🔄
Эта функция отвечает за поворот точек, представляющих сердце, вокруг оси Y. Она создает матрицу поворота и применяет ее к массиву точек. Это позволяет создать эффект вращения сердца, что делает анимацию более динамичной и привлекательной.
⏱️ Подсчет FPS ⏱️
Для обеспечения плавности анимации важно контролировать количество кадров в секунду. Функция подсчета FPS вычисляет разницу времени между кадрами и возвращает значение FPS. Это позволяет разработчику оптимизировать производительность анимации и избежать заиканий.
🎨 Цветные символы 🎨
В проекте используется цветовая модель HSV для окраски символов, представляющих сердце. Функция преобразует символы в цветные, используя параметры оттенка, насыщенности и яркости. Это добавляет визуальную глубину и делает анимацию более привлекательной.
🛠️ Создание точек сердца 🛠️
Основная геометрия сердца создается с помощью параметрических уравнений. В функции генерируются координаты точек, формирующих сердце, а также создаются слои для добавления объема. Внутренние точки добавляются случайным образом для улучшения визуального эффекта, что создает более сложную и интересную форму.
✨ Отрисовка сердца ✨
Эта функция отвечает за отображение сердца на экране. Она проецирует 3D координаты на 2D экран, учитывая глубину, и использует символы для отображения. З-буфер используется для управления глубиной отображения, что позволяет избежать наложения символов и создает эффект объемности.
💓 Эффект пульсации 💓
Сердце анимируется с помощью синусоидального изменения размера, что создает эффект пульсации. Это делает анимацию более живой и динамичной, привлекая внимание зрителей.
⚙️ Основная функция ⚙️
В основной функции происходит инициализация, создание точек сердца и управление циклом анимации. Она отвечает за обновление и отображение сердца в терминале, а также за управление FPS. При нажатии Ctrl+C анимация останавливается, и курсор восстанавливается.
🖱️ Взаимодействие с пользователем 🖱️
Пользователь может наблюдать за анимацией сердца в терминале, где оно будет пульсировать и вращаться. Внизу экрана отображается информация о количестве кадров в секунду, что позволяет пользователю видеть производительность анимации. Также предусмотрена возможность выхода из программы в любой момент.
📄 Заключение 📄
Проект "Анимированное 3D Сердце в Терминале" является отличным примером применения математических концепций и программирования для создания визуально привлекательной анимации. Он показывает, как можно использовать Python и его библиотеки для создания интересных графических представлений в текстовом формате, что может быть полезно для обучения и развлечения.
"Есть только три основных версии, которые не являются ни копиями, ни продолжениями, так как каждой версии я пытался воссоздать именно что-то новое. За это каждая версия по-своему интересна"
ну вот список самых интерсных и выжных:
- Heart-12.py
- Heart-13.py
- Heart-17.py
-
Склонируйте репозиторий:
git clone https://github.com/ваш_логин/Heart-12.git cd Heart-12 -
Установите необходимые зависимости:
pip install numpy
-
Запустите проект:
python Heart-12.py
.png)
Если вам понравился проект, поставьте ⭐ звезду на GitHub!
1. **Импорт библиотек**:
- В начале кода импортируются необходимые библиотеки:
- `numpy`: для работы с массивами и математическими операциями.
- `time`: для работы со временем и задержками.
- `sys`: для взаимодействия с системой, в частности, для вывода в терминал.
- `math`: для математических функций, таких как синус и косинус.
- `collections.deque`: для создания двусторонней очереди, используемой для подсчета FPS.
- `colorsys`: для преобразования цветов из HSV в RGB.
2. **Функция `rotate_points`**:
- Эта функция принимает массив точек и угол поворота. Она создает матрицу поворота вокруг оси Y и применяет ее к точкам, возвращая новые координаты.
- Пример кода:
```python
def rotate_points(points, angle_y):
Ry = np.array([
[np.cos(angle_y), 0, np.sin(angle_y)],
[0, 1, 0],
[-np.sin(angle_y), 0, np.cos(angle_y)]
])
return np.dot(points, Ry.T)
```
3. **Функция `calculate_fps`**:
- Эта функция подсчитывает количество кадров в секунду (FPS) на основе временных меток, хранящихся в очереди. Она возвращает значение FPS, что позволяет контролировать производительность анимации.
- Пример кода:
```python
def calculate_fps(fps_counter):
if len(fps_counter) < 2:
return 0.0
time_diff = fps_counter[-1] - fps_counter[0]
if time_diff <= 0:
return 0.0
return len(fps_counter) / time_diff
```
4. **Функция `get_colored_char`**:
- Эта функция преобразует символ в цветной символ, используя HSV цветовую модель. Она принимает символ и его цветовые параметры, а затем возвращает ANSI последовательность для окраски символа.
- Пример кода:
```python
def get_colored_char(char, hue, saturation=1.0, value=1.0):
hue = max(0.0, min(1.0, hue))
r, g, b = [int(x * 255) for x in colorsys.hsv_to_rgb(hue, saturation, value)]
return f"\033[38;2;{r};{g};{b}m{char}\033[0m"
```
5. **Функция `create_heart_points`**:
- Эта функция генерирует координаты точек, формирующих сердце, используя параметрические уравнения. Она создает несколько слоев для добавления объема и случайные внутренние точки для улучшения визуального эффекта.
- Пример кода:
```python
def create_heart_points(scale=5, num_points=1000, num_layers=30):
t = np.linspace(0, 2 * np.pi, num_points)
x = 16 * np.sin(t) ** 3
y = 13 * np.cos(t) - 5 * np.cos(2 * t) - 2 * np.cos(3 * t) - np.cos(4 * t)
z = np.zeros_like(x)
points = []
for i in range(num_layers):
factor = 1 - i / num_layers
layer_x = factor * x
layer_y = factor * y
layer_z = np.full_like(x, -i / 2)
points.extend(zip(layer_x, layer_y, layer_z))
for _ in range(num_points // 2):
r = np.random.random() * 0.8
theta = np.random.random() * 2 * np.pi
phi = np.random.random() * np.pi
x = r * 16 * np.sin(theta) ** 3 * np.sin(phi)
y = r * (13 * np.cos(theta) - 5 * np.cos(2 * theta) -
2 * np.cos(3 * theta) - np.cos(4 * theta)) * np.sin(phi)
z = r * 15 * np.cos(phi)
points.append((x, y, z))
return scale * np.array(points)
```
6. **Функция `draw_heart`**:
- Эта функция отвечает за отрисовку сердца на экране. Она проецирует 3D координаты на 2D экран, учитывает глубину и использует символы для отображения.
- Пример кода:
```python
def draw_heart(points, width=80, height=40, time_val=0):
shading_chars = " .:!*OQ#"
x = (points[:, 0] / np.max(np.abs(points[:, 0])) * (width // 2) + width // 2).astype(int)
y = (-points[:, 1] / np.max(np.abs(points[:, 1])) * (height // 2) + height // 2).astype(int)
z = points[:, 2]
mask = (0 <= x) & (x < width) & (0 <= y) & (y < height)
x, y, z = x[mask], y[mask], z[mask]
screen = np.full((height, width), ' ', dtype=object)
z_buffer = np.full((height, width), float('-inf'))
if len(z) > 0:
z_min, z_max = np.min(z), np.max(z)
if z_max > z_min:
z_normalized = (z - z_min) / (z_max - z_min)
intensity = (z_normalized * (len(shading_chars) - 1)).astype(int)
for xi, yi, zi, char_index in zip(x, y, z, intensity):
if zi > z_buffer[yi, xi]:
z_buffer[yi, xi] = zi
z_factor = (zi - z_min) / (z_max - z_min)
hue = (time_val + z_factor) % 1.0
screen[yi, xi] = get_colored_char(shading_chars[char_index], hue)
return '\n'.join(''.join(row) for row in screen)
```
7. **Функция `pulsating_effect`**:
- Эта функция создает синусоидальное изменение размера для эффекта пульсации сердца.
- Пример кода:
```python
def pulsating_effect(time):
return 1 + 0.05 * math.sin(time * 2)
```
8. **Основная функция `main`**:
- В этой функции происходит инициализация, создание точек сердца, а также основной цикл анимации, который обновляет и отображает сердце в терминале.
- Пример кода:
```python
def main():
heart_points = create_heart_points(scale=8)
angle_y = 0
print('\033[2J')
print('\033[?25l')
fps_counter = deque(maxlen=60)
start_time = time.time()
try:
while True:
frame_start = time.time()
current_time = frame_start - start_time
scale = pulsating_effect(current_time)
scaled_points = heart_points * scale
rotated_points = rotate_points(scaled_points, angle_y)
frame = draw_heart(rotated_points, time_val=(current_time * 0.1) % 1.0)
fps_counter.append(time.time())
fps = calculate_fps(fps_counter)
status_line = f"\033[1mFPS: {fps:.1f} | Press Ctrl+C to exit\033[0m"
frame_with_status = frame + "\n" + status_line
terminal_width = 80
frame_width = len(frame.split('\n')[0])
padding = ' ' * ((terminal_width - frame_width ) // 2)
frame_with_status = padding + frame_with_status + padding
sys.stdout.write('\033[H' + frame_with_status)
sys.stdout.flush()
angle_y += 0.05
frame_time = time.time() - frame_start
if frame_time < 0.033:
time.sleep(0.033 - frame_time)
except KeyboardInterrupt:
print('\033[?25h')
print("\nProgram terminated")
```
### Заключение
