[PYTHON] Je voulais jouer avec la courbe de Bézier

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Je voulais dessiner une courbe de Bézier en utilisant python, et j'ai pu la dessiner immédiatement. Après cela, j'ai voulu jouer avec la courbe de Bézier de manière interactive, mais je n'ai pas trouvé le code, donc je le posterai avec un mémorandum pour moi-même.

Courbe de Bézier

Pour la courbe de Bézier en trois dimensions, je me suis référé à la formule de cette personne.

matplotlib Pour la partie à afficher de manière interactive, je me suis référé à cette personne. Chaque fois que le point de contrôle est mis à jour, le calcul est recalculé et la courbe est à nouveau affichée.

explication facile

Sur la gauche se trouvent les points de contrôle et la courbe de Bézier. Le rayon de courbure est affiché à droite. L'axe des x du graphique de droite est t (0 <= t <= 1) et l'axe des y est le rayon de courbure.

code

bezier.py

from scipy import integrate
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

class Coo():
    def __init__(self,_x,_y):
        self.x = _x
        self.y = _y

class Bezier():
    def __init__(self,_p0,_p1,_p2,_p3):
        self.p = [0]*4
        self.p[0] = _p0
        self.p[1] = _p1
        self.p[2] = _p2
        self.p[3] = _p3

        self.fig = plt.figure(figsize=(10,5))
        self.ax = self.fig.add_subplot(121)#111 1x1 
        self.ax.set_xlim(-1.0 , 11.0)
        self.ax.set_ylim(-1.0 , 11.0)

        self.dax = self.fig.add_subplot(122)#111 1x1 

        self.t = np.arange(0,1,0.01)
        
        self.x = (self.t**3)*self.p[3].x + 3*(self.t**2)*(1-self.t)*self.p[2].x + 3*self.t*((1-self.t)**2)*self.p[1].x + ((1-self.t)**3)*self.p[0].x
        self.y = (self.t**3)*self.p[3].y + 3*(self.t**2)*(1-self.t)*self.p[2].y + 3*self.t*((1-self.t)**2)*self.p[1].y + ((1-self.t)**3)*self.p[0].y
        
        self.dx = 3*((self.t**2)*(self.p[3].x-self.p[2].x)+2*self.t*(1-self.t)*(self.p[2].x-self.p[1].x)+((1-self.t)**2)*(self.p[1].x-self.p[0].x))
        self.dy = 3*((self.t**2)*(self.p[3].y-self.p[2].y)+2*self.t*(1-self.t)*(self.p[2].y-self.p[1].y)+((1-self.t)**2)*(self.p[1].y-self.p[0].y))

        self.ddx = 6*(self.t*(self.p[3].x-2*self.p[2].x+self.p[1].x)+(1-self.t)*(self.p[2].x-2*self.p[1].x+self.p[0].x))
        self.ddy = 6*(self.t*(self.p[3].y-2*self.p[2].y+self.p[1].y)+(1-self.t)*(self.p[2].y-2*self.p[1].y+self.p[0].y))

        self.artists = [0]*4
        self.artists[0], = self.ax.plot([self.p[0].x],[self.p[0].y],marker='.',markersize=10,picker=15,label='p[0]')
        self.artists[1], = self.ax.plot([self.p[1].x],[self.p[1].y],marker='.',markersize=10,picker=15,label='p[1]')
        self.artists[2], = self.ax.plot([self.p[2].x],[self.p[2].y],marker='.',markersize=10,picker=15,label='p[2]')
        self.artists[3], = self.ax.plot([self.p[3].x],[self.p[3].y],marker='.',markersize=10,picker=15,label='p[3]')
        self.ax_artist, = self.ax.plot(self.x,self.y)

        dp = [((x_a-x_b)**2 + (y_a-y_b)**2)*100 for x_a,x_b,y_a,y_b in zip(self.x[:-1],self.x[1:],self.y[:-1],self.y[1:])]
        adp = [(i**2 + j**2)**0.5 for i,j in zip(self.dx,self.dy)]
        addp = [(i**2 + j**2)**0.5 for i,j in zip(self.ddx,self.ddy)]
        R = ((self.dx**2 + self.dy**2)**1.5)/((self.dx*self.ddy - self.ddx*self.dy)**2)**0.5

        self.dax.set_xlim(-0.1 , 1.5)
        self.dax.set_ylim(-1.0 , 40)
        dp.append(0.0)

        integrate_simps = integrate.simps(self.y, self.x)
        self.dax_artist, = self.dax.plot(self.t,R)

        dp_max_index = [i for i, x in enumerate(dp) if x == max(dp)]
        adp_max_index = [i for i, x in enumerate(adp) if x == max(adp)]

    def change(self):
        self.x = (self.t**3)*self.p[3].x + 3*(self.t**2)*(1-self.t)*self.p[2].x + 3*self.t*((1-self.t)**2)*self.p[1].x + ((1-self.t)**3)*self.p[0].x
        self.y = (self.t**3)*self.p[3].y + 3*(self.t**2)*(1-self.t)*self.p[2].y + 3*self.t*((1-self.t)**2)*self.p[1].y + ((1-self.t)**3)*self.p[0].y
        
        self.dx = 3*((self.t**2)*(self.p[3].x-self.p[2].x)+2*self.t*(1-self.t)*(self.p[2].x-self.p[1].x)+((1-self.t)**2)*(self.p[1].x-self.p[0].x))
        self.dy = 3*((self.t**2)*(self.p[3].y-self.p[2].y)+2*self.t*(1-self.t)*(self.p[2].y-self.p[1].y)+((1-self.t)**2)*(self.p[1].y-self.p[0].y))

        self.ddx = 6*(self.t*(self.p[3].x-2*self.p[2].x+self.p[1].x)+(1-self.t)*(self.p[2].x-2*self.p[1].x+self.p[0].x))
        self.ddy = 6*(self.t*(self.p[3].y-2*self.p[2].y+self.p[1].y)+(1-self.t)*(self.p[2].y-2*self.p[1].y+self.p[0].y))
        
        dp = [((x_a-x_b)**2 + (y_a-y_b)**2)*100 for x_a,x_b,y_a,y_b in zip(self.x[:-1],self.x[1:],self.y[:-1],self.y[1:])]
        adp = [(i**2 + j**2)**0.5 for i,j in zip(self.dx,self.dy)]
        addp = [(i**2 + j**2)**0.5 for i,j in zip(self.ddx,self.ddy)]
        R = ((self.dx**2 + self.dy**2)**1.5)/((self.dx*self.ddy - self.ddx*self.dy)**2)**0.5

        self.ax_artist.set_data(self.x,self.y)
        self.dax_artist.set_data(self.t,R)

    def sets(self,_gco,_event):
        for i,j in zip(self.artists,self.p):
            if i == _gco:
                i.set_data(_event.xdata,_event.ydata)
                j.x = _event.xdata
                j.y = _event.ydata
                break
        self.change()


gco = None

if __name__ == '__main__':
    a = Coo(1,1)
    b = Coo(10,1)
    c = Coo(1,5)
    d = Coo(10,5)

    B = Bezier(a,b,c,d)
    
    def motion(event):
        global gco
        if gco is None:
            return
        B.sets(gco,event)
        plt.draw()

    def onpick(event):
        global gco
        gco = event.artist


    def release(event):
        global gco
        gco = None

    plt.connect('motion_notify_event', motion)
    plt.connect('pick_event', onpick)
    plt.connect('button_release_event', release)
    
    plt.show()

J'utilise uniquement les grandes bibliothèques, donc je pense que cela fonctionnera bientôt.