在Python中绘制贝塞尔曲线时遇到问题

2 投票
1 回答
2382 浏览
提问于 2025-04-18 12:56

大家好,我需要一些帮助。我写了一段Python(Tkinter)代码,用来绘制一个三次贝塞尔曲线,效果还不错……但有点问题。我的问题是:我怎么能直接从键盘输入控制点的x和y坐标,而不是先输入x再输入y(就像我现在的代码那样)。第二个问题是关于参数(u或t)的值。通常这个值是标准化的(范围在0到1之间),但用小数值来做循环步进时会出问题(我知道这很明显 :))。如果我把u设为1到1000,然后再把这个值除以1000,就会出现数值不稳定的情况。第三个问题,虽然不太重要,就是怎么绘制曲线。你会看到我用了小线段,这样做其实很傻,但我不知道还有其他方法。以下是我的代码,抱歉格式是Word的,有点麻烦:

import tkinter

from tkinter import*

master=Tk()

w=Canvas(master,width=800,height=800)


w.pack()

def kriva():

        P0=[]
        P1=[]
        P2=[]
        P3=[]
        P0.append (float(input(" x for P0")))  #HERE IS THE PLACE FOR INPUT COORDINATES OF CONTROL POINTS
        P0.append (float(input(" y for P0")))
        P1.append(float(input(" x for P1")))
        P1.append(float(input(" yfor P1")))    
        P2.append(float(input(" x for za P2")))
        P2.append(float(input(" y for za P2")))

        P3.append(float(input(" x for P3")))
        P3.append(float(input(" y for P3")))


        for u  in range (0,1000,1):
            u=(u/1000) # PARAMETAR FOR CURVE
               x=(P0[0]*(1-u)**3+P1[0]*3*u*(1-u)**2+P2[0]*3*u**2*(1-u)+P3[0])*u**3#BERNSTAIN    POLYNOMS FOR X AND Y         
               y=(P0[1]*(1-u)**3+P1[1]*3*u*(1-u)**2+P2[1]*3*u**2*(1-u)+P3[1]*u**3)
            x1=x+1 #THIS IS END OF THE LINE
            y1=y+1
            print (x)
            print (y)
            w.create_line(x,y,x1,y1) #IM DOOING THIS THIS WAY BECAUSE I DONT KNOW ANY OTHER    WAY TO DRAW CURVE :)

kriva()
mainloop()

我解决了所有问题……这是最终的代码……特别感谢大家的帮助

import tkinter

from tkinter import*

master=Tk()

w=Canvas(master,width=800,height=800)

w.pack()

def kriva():

P0=[]

P1=[]

P2=[]

P3=[]

#p0:

unosp0=input("unesi koordinate za P0")

koordinatep0=unosp0.split(',')

print (koordinatep0)

P0.append(float((koordinatep0[0])))

P0.append(float((koordinatep0[1])))

print (P0)

#p1:

unosp1=input("unesi koordinate za P1")

koordinatep1=unosp1.split(',')

print (koordinatep1)

P1.append(float((koordinatep1[0])))

P1.append(float((koordinatep1[1])))

print (P1)

#p2:

unosp2=input("unesi koordinate za P2")

koordinatep2=unosp2.split(',')

print (koordinatep2)

P2.append(float((koordinatep2[0])))

P2.append(float((koordinatep2[1])))

print (P2)

#p3:

unosp3=input("unesi koordinate za P3")

koordinatep3=unosp3.split(',')

print (koordinatep3)

P3.append(float((koordinatep3[0])))

P3.append(float((koordinatep3[1])))

print (P3)

x1=P0[0]

y1=P0[1]

for u  in range (0,1001,1):

    u=(u/1000)

    x=(P0[0]*(1-u)**3+P1[0]*3*u*(1-u)**2+P2[0]*3*u**2*(1-u)+P3[0]*u**3)

    y=(P0[1]*(1-u)**3+P1[1]*3*u*(1-u)**2+P2[1]*3*u**2*(1-u)+P3[1]*u**3)

print (x)

print (y)

print (x1)

print(y1)

x1=str(x+000001)

y1=str(x+0,00001)

    linija=w.create_line(x,y,x1,y1)

    x1=x

    y1=y

kriva()

mainloop()

1 个回答

2

要从同一个输入中获取X和Y坐标,你只需要决定一个简单的输入格式,然后解析它。比如,你可以规定X和Y的输入顺序是先X后Y,用逗号分隔,然后可以这样做:

inp = input('Enter X,Y coordinates:')
parts = inp.split(',')
if len(parts) != 2:
    raise ValueErrror("You entered the wrong number of coordinates!")
x = float(parts[0].strip())
y = float(parts[1].strip())

或者可以更简洁地写(不过没有错误处理):

x, y = (float(p.strip()) for p in input('Enter X,Y coordinates:').split(','))

关于浮点数的迭代,你提到的除以1000的方法是可以的。你说它在数值上不稳定是什么意思呢?我会这样做:

num_of_points = 1000
for i in xrange(num_of_points+1):
    u = float(i) / float(num_of_points)

注意我把范围设置为num_of_points+1,这样num_of_points就会被包含在内:这意味着循环实际上会从0到1.0,包括1.0。

在这些点之间画一条线可能是正确的做法。是的,这是一种近似,但它只受图像分辨率和你想画的点数的限制。如果你想要更准确的表现,只需增加num_of_points的值。

如果想要比直线更准确的表现,你需要找出这两点之间曲线的某种近似。但这正是你的脚本在做的事情,它在近似一个贝塞尔曲线。所以你可以在你找到的每对点之间递归地近似曲线,但这和只是增加更多的点到你的近似是一样的。

不过,你画线的具体方式让我感到困惑。根据我的理解,你是在计算曲线上的一个点(x,y)(更具体地说是(x(u), y(u)),对于参数u),然后从这个点画一条线到(x+1, y+1)。换句话说,你总是从曲线上的点画出一个45度的小“勾”。我不太明白这样做的原因,除非你只是想做一个小标记,但又不知道怎么填充一个像素。

无论原因是什么,正确的做法是确定曲线上的两个“相邻”点,并用一条线将它们连接起来。像这样:

last_point = calculate_point_on_curve(u=0)
for i in xrange(1, num_of_points+1):
    x, y = calculate_point_on_curve( float(i) / float(num_of_points) )
    last_x, last_y = last_point
    w.create_line(last_x, last_y, x, y)
    last_point = (x, y)

这里计算线上的点的实际参数方程被隐藏在calculate_point_on_curve函数中,以简化代码片段。

为了处理你明显的降采样问题,可以尝试这个:

u = 0.0
for t in xrange(10001):
    calculate_point_on_curve(u)
    u = u + 0.0001

撰写回答