python matplotlib画爱心

使用 Python 的 `Matplotlib` 库可以绘制出经典的爱心（心形）图形，主要通过参数方程来定义心形的轮廓。以下是详细的实现方法和代码示例。 ### 参数方程绘制静态爱心 爱心的数学表达式如下： - $ x = 16 \cdot \sin^3(t) $ - $ y = 13 \cdot \cos(t) - 5 \cdot \cos(2t) - 2 \cdot \cos(3t) - \cos(4t) $ 其中，`t` 是从 `0` 到 `2π` 的参数。 以下是完整的代码实现： ```python import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt def draw_heart(): t = np.linspace(0, 2 * np.pi, 1000) 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) plt.figure(figsize=(6, 6)) plt.plot(x, y, color='red', linewidth=2) plt.fill(x, y, color='pink') # 填充爱心内部 plt.title("Heart Shape", fontsize=16) plt.axis('equal') # 保持坐标轴比例一致 plt.axis('off') # 关闭坐标轴 plt.show() draw_heart() ``` ### 带动画效果的跳动爱心 在静态爱心的基础上，可以通过 `matplotlib.animation` 模块实现跳动效果。该方法通过动态调整爱心的缩放比例模拟跳动动画。 ```python import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt import matplotlib.animation as animation def heart_shape(t): 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) return x, y fig, ax = plt.subplots(figsize=(6, 6)) t = np.linspace(0, 2 * np.pi, 1000) def update(frame): scale = 1 + 0.1 * np.sin(frame) # 动态缩放比例 x, y = heart_shape(t) x *= scale y *= scale ax.clear() ax.plot(x, y, color='red', linewidth=2) ax.fill(x, y, color='pink') ax.set_title("Pulsing Heart", fontsize=16) ax.axis('equal') ax.axis('off') return ax ani = animation.FuncAnimation(fig, update, frames=np.linspace(0, 2 * np.pi, 120), interval=50, repeat=True) plt.show() ``` ### 心形烟花轨迹（使用 Turtle 模块） 如果希望绘制心形烟花轨迹，可以结合 `turtle` 模块实现，通过点绘制心形路径上的烟花粒子。 ```python import math import random import turtle pen = turtle.Turtle() pen.speed(0) pen.color("red") def heart_shaped_firework(radius, color): for angle in range(0, 360, 5): t = math.radians(angle) x = radius * (16 * math.sin(t) ** 3) y = radius * (13 * math.cos(t) - 5 * math.cos(2 * t) - 2 * math.cos(3 * t) - math.cos(4 * t)) pen.penup() pen.goto(x, y) pen.pendown() pen.dot(random.randint(10, 20), color) heart_shaped_firework(10, "orange") turtle.done() ``` 上述方法展示了如何使用 `Matplotlib` 和 `turtle` 等工具绘制静态和动态的爱心图形，适用于数据可视化、艺术设计等场景[^1]。 ---