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程序员最美情人节礼物:JS渲染的3D玫瑰

        【IT168 技术】导语:前年圣诞节上,西班牙程序员Roman Cortes带来了用纯javascript脚本编写的神奇3D圣诞树,令人印象深刻。2月14日情人节就要来临了,还是Roman Cortes,这次他又带来了用javascript脚本编写的红色玫瑰花。用代码做出的玫瑰花,这才是牛逼程序员送给女友的最好情人节礼物呢!(提示:在不同浏览器下观看效果、速度会有很大的不同)点击这里,查看效果。

  图片是由代码生成,用户可以刷新该页面,重复观看这朵玫瑰的呈现过程。

  3D玫瑰花的实现代码如下:

with(m=Math)C=cos,S=sin,P=pow,R=random;c.width=c.height=f=500;h=-250;function p(a,b,c){if(c>60)return[S(a*7)*(13+5/(.2+P(b*4,4)))-S(b)*50,b*f+50,625+C(a*7)*(13+5/(.2+P(b*4,4)))+b*400,a*1-b/2,a];A=a*2-1;B=b*2-1;if(A*A+B*B<1){if(c>37){n=(j=c&1)?6:4;o=.5/(a+.01)+C(b*125)*3-a*300;w=b*h;return[o*C(n)+w*S(n)+j*610-390,o*S(n)-w*C(n)+550-j*350,1180+C(B+A)*99-j*300,.4-a*.1+P(1-B*B,-h*6)*.15-a*b*.4+C(a+b)/5+P(C((o*(a+1)+(B>0?w:-w))/25),30)*.1*(1-B*B),o/1e3+.7-o*w*3e-6]}if(c>32){c=c*1.16-.15;o=a*45-20;w=b*b*h;z=o*S(c)+w*C(c)+620;return[o*C(c)-w*S(c),28+C(B*.5)*99-b*b*b*60-z/2-h,z,(b*b*.3+P((1-(A*A)),7)*.15+.3)*b,b*.7]}o=A*(2-b)*(80-c*2);w=99-C(A)*120-C(b)*(-h-c*4.9)+C(P(1-b,7))*50+c*2;z=o*S(c)+w*C(c)+700;return[o*C(c)-w*S(c),B*99-C(P(b, 7))*50-c/3-z/1.35+450,z,(1-b/1.2)*.9+a*.1, P((1-b),20)/4+.05]}}setInterval('for(i=0;i<1e4;i++)if(s=p(R(),R(),i%46/.74)){z=s[2];x=~~(s[0]*f/z-h);y=~~(s[1]*f/z-h);if(!m[q=y*f+x]|m[q]>z)m[q]=z,a.fillStyle="rgb("+~(s[3]*h)+","+~(s[4]*h)+","+~(s[3]*s[3]*-80)+")",a.fillRect(x,y,1,1)}',0)

 

  当然,感兴趣的人可以了解下面的实现过程与相关理论:

  这朵三维代码玫瑰的呈现效果采用了蒙特卡罗方法,创造者对蒙特卡罗方法非常推崇,他表示在功能优化和采样方面,蒙特卡罗方法是“令人难以置信的强大工具”。关于蒙特卡罗方法可以参考:Monte Carlo method 。

  具体操作:

  外观采样呈现效果绘制

  我用了多个不同的形状图来组成这朵代码玫瑰。共使用了31个形状:24个花瓣,4个萼片,2个叶子和1根花茎,其中每一个形状图都用代码进行描绘。

  首先,来定义一个采样范围:

function surface(a, b) { // I'm using a and b as parameters ranging from 0 to 1.

  return {

  x: a
*50,

  y: b
*50

  };

  
// this surface will be a square of 50x50 units of size

  }

 

  然后,编写形状描绘代码:

var canvas = document.body.appendChild(document.createElement("canvas")),

  context
= canvas.getContext("2d"),

  a, b, position;

  
// Now I'm going to sample the surface at .1 intervals for a and b parameters:

  
for (a = 0; a < 1; a += .1) {

  
for (b = 0; b < 1; b += .1) {

  position
= surface(a, b);

  context.fillRect(position.x, position.y,
1, 1);

  }

  }

 

  这时,看到的效果是这样的:

  现在,尝试一下更密集的采样间隔:

  正如现在所看到的,因为采样间隔越来越密集,点越来越接近,到最高密度时,相邻点之间的距离小于一个像素,肉眼就看不到间隔(见0.01)。为了不造成太大的视觉差,再进一步缩小采样间隔,此时,绘制区已经填满(比较结果为0.01和0.001)。

  接下来,我用这个公式来绘制一个圆形:(X-X0)^ 2 +(Y-Y0)^ 2 <半径^ 2,其中(X0,Y0)为圆心:

 function surface(a, b) {

  var x
= a * 100,

  y
= b * 100,

  radius
= 50,

  x0
= 50,

  y0
= 50;

  
if ((x - x0) * (x - x0) + (y - y0) * (y - y0) < radius * radius) {

  
// inside the circle

  return {

  x: x,

  y: y

  };

  }
else {

  
// outside the circle

  return
null;

  }

  }

 

  为了防止溢出,还要加上一个采样条件:

if (position = surface(a, b)) {

  context.fillRect(position.x, position.y,
1, 1);

  }

 

  结果如下:

  有不同的方法来定义一个圆,其中一些并不需要拒绝采样。我并无一定要使用哪一种来定义圆圈的意思,所以下面用另一种方法来定义一个圆:

function surface(a, b) {

  
// Circle using polar coordinates

  var angle
= a * Math.PI * 2,

  radius
= 50,

  x0
= 50,

  y0
= 50;

  return {

  x: Math.cos(angle)
* radius * b + x0,

  y: Math.sin(angle)
* radius * b + y0

  };

  }

 

  如图:

  (此方法相比前一个方法需要密集采样以进行填充。)

  好了,现在让圆变形,以使它看起来更像是一个花瓣:

function surface(a, b) {

  var x
= a * 100,

  y
= b * 100,

  radius
= 50,

  x0
= 50,

  y0
= 50;

  
if ((x - x0) * (x - x0) + (y - y0) * (y - y0) < radius * radius) {

  return {

  x: x,

  y: y
* (1 + b) / 2 // deformation

  };

  }
else {

  return
null;

  }

  }

 

 

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