通過 Python + Python Imaging Library (PIL) 產生簡單函數映像

 

#!/usr/bin/env python
#coding=utf-8

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# 名 稱：簡單函數繪製類
# 版 本：V0.1
# 作 者：mapig (http://mapig.cnblogs.com QQ:33221979)
# 功 能：產生簡單函數映像 
# 創 建：2009-05-18
# 備 註：需要 Python Imaging Library (PIL)
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import math
import Image
import ImageDraw

class DrawFun():
    #畫布像素尺寸
    width  = 512
    height = 512
    #X取值範圍
    min    = -10
    max    = 10
    #X的步長值
    step   = 1
    #X單位值像素
    unit   = 1
    #畫板對象
    canvas = None
    #畫筆對象
    draw   = None
    #畫布中心值位移值
    ctrx = 0
    ctry = 0
    
    def __init__(self, width, height, min, max, step, unit):
        
        self.width  = width
        self.height = height
        self.min    = min
        self.max    = max
        self.step   = step
        self.unit   = unit
        #建立畫板對象
        self.canvas = Image.new("RGB", [self.width, self.height],(255,255,255))
        #建立畫筆對象
        self.draw   = ImageDraw.Draw(self.canvas)
        #擷取畫布中心點
        self.ctrx = math.floor(self.width/2)
        self.ctry = math.floor(self.height/2)
        #繪製中心軸線
        self.draw.line([(0,self.ctry),(self.width,self.ctry)],  fill =(0,0,0))
        self.draw.line([(self.ctrx,0),(self.ctrx,self.height)], fill =(0,0,0))
        #顯示儲存格數 左右對稱計算
        viewx = int(math.floor((self.width/self.unit  + 1)/2))
        viewy = int(math.floor((self.height/self.unit + 1)/2))
        #繪製儲存格
        for x in range(1,viewx+1):
            offsetx = x * self.unit
            self.draw.line([(self.ctrx + offsetx,0),(self.ctrx + offsetx,self.height)], fill =(200,200,200))
            self.draw.line([(self.ctrx - offsetx,0),(self.ctrx - offsetx,self.height)], fill =(200,200,200))
        for y in range(1,viewy+1):
            offsety = y * self.unit
            self.draw.line([(0,self.ctry + offsety),(self.width,self.ctry + offsety)],  fill =(200,200,200))
            self.draw.line([(0,self.ctry - offsety),(self.width,self.ctry - offsety)],  fill =(200,200,200))
        
    def paint(self, fun, color):
        
        #結果點集
        aryPoint = []
        #轉換為1為步長
        min = int(math.floor(self.min/self.step))
        max = int(math.floor(self.max/self.step))
        for i in range(min, max):
            #實際函數值
            x = i * self.step
            y = fun(x)
            #笛卡爾座標繫到螢幕座標系
            #比例變換
            x = x * self.unit
            y = y * self.unit
            #座標變換
            curX = self.ctrx + x
            curY = self.ctry - y
            #儲存座標到數組
            aryPoint.append((curX,curY))   
        #繪製函數         
        self.draw.point(aryPoint,fill = color)   
    
    #顯示圖片    
    def show(self):
        #顯示圖片
        self.canvas.show()
    #儲存到JPG
    def saveToJPG(self, path):
        self.canvas.save(path,"JPEG")
    #儲存到PNG
    def saveToPNG(self, path):
        self.canvas.save(path,"PNG")

def sin(x):
    return math.sin(x)
def cos(x):
    return math.cos(x)
def tan(x):
    return math.tan(x)

  
if __name__ == "__main__":
    
    #DrawFun("畫布寬度","畫布高度","x最小值","x最大值","x步長值","x單位值像素大小")
    drawfun = DrawFun(512, 512, -10, 10, 0.001, 50)

    #DrawFun.paint(f(x)函數，RGB顏色)
    drawfun.paint(sin,(255,0,0))
    drawfun.paint(cos,(0,255,0))
    drawfun.paint(tan,(0,0,255))
    
    #顯示函數映像
    drawfun.show()
    
    #儲存到圖片
    drawfun.saveToJPG("demo.jpg")
    drawfun.saveToPNG("demo.png")

 

產生效果