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背景
YouTube 上刷到一个用 manim 做的实验动画——3D 图形投影到 xy 平面,效果挺有意思。其数学原理是使用三角函数绘制凸凹的椭圆曲线,最近在学 MatheMatica,拿它来练练手。不过光是照搬太单调,不如发挥一下,把它变成一个“鸟巢”造型。


绘制流程
最好先搞清几个关键形状的数学原理,比如中间内凹的椭圆、穿过四个点的曲线等。
mathematica 绘制中间内凹的椭圆
椭圆绘制基于参数方程
r(t)=( 2 cos(t), 2 sin(t), 0.5 sin(2 t) + 2 ) ,通过调整参数即可得到不同的形态。该椭圆由参数方程 r(t)=(2cost,2sint,0.5sin(2t)+2)r(t)=(2cost,2sint,0.5sin(2t)+2) 通过调整参数生成。


mathematica 绘制鸟巢几条主要的轮廓线


mathematica 四段曲线上分别选取一个点,连接成线


mathematica 四段曲线上分别选取一个点,直线替换为曲线


mathematica 四段曲线上分别选取一个点,添加两个辅助点,直线替换为曲线


mathematica 绘制一圈曲线


mathematica 以此类推,绘制更多


mathematica 调整下图形


mathematica 随机添加一些横线


最终效果:
借助 Ai 工具,一步步很容易实现最后的效果,也了解 Mathematica 在 3d 方面使用方法,但最终效果还是过于有规律,mark 一下,后续尝试在 manim 实现这个效果。