教你用Matlab制作立體動態相冊
效果
教程部分
1 圖片導入與大小重設
需要有一個名為album的文件夾和當前m文件在同一文件夾，另外ablum文件夾內至少要有一張jpg格式圖片
path='.\album\';%文件夾名稱
files=dir(fullfile(path,'*.jpg'));
picNum=size(files,1);
%遍歷路徑下每一幅圖像
for i=1:picNum
fileName=strcat(path,files(i).name);
img=imread(fileName);
img=imresize(img,[120,120]);
imgSet{i}=img;
end
我們註意到，這裡用瞭一次imresize將突破變為120×120大小，這裡重設大小有三個作用：
- 將不是方形的圖片變為方形
- 將圖像設置固定大小，方便構造網格放置圖片
- 120×120的大小大約是能讓圖片表示清晰為前提下最小的大小，圖片太大的話運行會卡，太小的話不清晰
2 fig axes設置
% fig axes設置
fig=figure('units','pixels','position',[50 50 600 600],...
'Numbertitle','off','resize','off',...
'name','album3d','menubar','none');
ax=axes('parent',fig,'position',[-0.5 -0.5 2 2],...
'XLim', [-6 6],...
'YLim', [-6 6],...
'ZLim', [-6 6],...
'Visible','on',...
'XTick',[], ...
'YTick',[],...
'Color',[0 0 0],...
'DataAspectRatioMode','manual',...
'CameraPositionMode','manual');
hold(ax,'on')
大部分設置大傢都能看懂，這裡講解一下一些比較少見的設置：
2.1 為什麼 axes的’position’屬性不設置[0 0 1 1]?
因為是3D坐標軸，設置為[0 0 1 1]後旋轉起來效果是這樣的，所以我們axes要設置的比figure大一圈：
2.2 為什麼要設置CameraPositionMode這一奇怪的屬性？
因為我們後期要頻繁改變CameraPosition這一屬性，而CameraPositionMode設置為manual可以讓視角完全按照CameraPosition的數值來調整，至於為什麼要調整視角呢？
當然是因為如果對圖像位置數據進行處理數據量會賊大，因此我們不妨直接轉動axes視角而非轉動圖片。
3 繪制圖形句柄
就是繪制小型立方體，中型立方體和大型立方體，其中鼠標移動到中型立方體中心時中型立方體變成大型立方體，這個可以靠設置圖形對象的XData,YData,ZData數值來改變
3.1 構造網格
由於surf曲面圖可以將圖像貼在上面，還可以設置透明度，我們決定用surf函數來繪制，要貼圖首先要將曲面繪制出來，就要先構造曲面網格：
% 用於繪制圖片的網格 [XMesh,YMesh]=meshgrid(linspace(-1,1,120),linspace(-1,1,120)); ZMesh=ones(120,120);
3.2 繪制小型立方體
% 繪制圖片立方體
surfPic(1)=surf(XMesh,YMesh,ZMesh,'CData',imgSet{mod(0,picNum)+1},'EdgeColor','none','FaceColor','interp');
surfPic(2)=surf(XMesh,YMesh(end:-1:1,:),-ZMesh,'CData',imgSet{mod(1,picNum)+1},'EdgeColor','none','FaceColor','interp');
surfPic(3)=surf(ZMesh,XMesh,YMesh(end:-1:1,:),'CData',imgSet{mod(2,picNum)+1},'EdgeColor','none','FaceColor','interp');
surfPic(4)=surf(XMesh,ZMesh,YMesh(end:-1:1,:),'CData',imgSet{mod(3,picNum)+1},'EdgeColor','none','FaceColor','interp');
surfPic(5)=surf(-ZMesh,XMesh,YMesh(end:-1:1,:),'CData',imgSet{mod(4,picNum)+1},'EdgeColor','none','FaceColor','interp');
surfPic(6)=surf(XMesh,-ZMesh,YMesh(end:-1:1,:),'CData',imgSet{mod(5,picNum)+1},'EdgeColor','none','FaceColor','interp');
3.3 繪制中型立方體
有瞭小型立方體，中型的繪制起來就簡單瞭起來，甚至可以用一個for循環解決，隻需要循環提取小型立方體的XData,YData,ZData數據後乘以1.5繪制圖像，並設置透明度即可：
% 依靠小立方體數據繪制中等立方體
for i=1:6
surfPicA(i)=surf(surfPic(i).XData.*1.5,surfPic(i).YData.*1.5,surfPic(i).ZData.*1.5,...
'CData',surfPic(i).CData,'EdgeColor','none','FaceColor','interp','FaceAlpha',0.7);
end
3.4 大型立方體參數設置
大型立方體參數設置時就沒那麼簡單，如果直接乘以2.5，圖片與圖片之間會沒有縫隙，因此我們XData,YData,ZData數據雖然都要變大，但是要乘以不一樣的數值，而且各個方向上乘的數值不同，因此我們可以事先設立一個矩陣，用來存儲其參數：
% 用來調整放大比例的矩陣
resizeMat=[2 2 2.5;2 2 2.5;2.5 2 2;
2 2.5 2;2.5 2 2;2 2.5 2];
想直接畫大型正方形可以試試如下代碼：
% 最大圖片繪制 % for i=1:6 % surfPicB(i)=surf(surfPic(i).XData.*resizeMat(i,1),... % surfPic(i).YData.*resizeMat(i,2),... % surfPic(i).ZData.*resizeMat(i,3),... % 'CData',surfPic(i).CData,'EdgeColor',... % 'none','FaceColor','interp','FaceAlpha',0.7); % end
4 立方體旋轉
我們隻需要設置一個timer函數不斷調整CameraPosition即可：
fps=40;theta=0;
rotateTimer=timer('ExecutionMode', 'FixedRate', 'Period',1/fps, 'TimerFcn', @rotateCube);
start(rotateTimer)
function rotateCube(~,~)
theta=theta+0.02;
ax.CameraPosition=[cos(theta)*5*sqrt(2),sin(theta)*5*sqrt(2),5];
end
5 獲取鼠標與中心點的距離
本來想直接在timer調用的函數裡寫get(fig,‘CurrentPoint’);來獲得鼠標當前位置的，但發現這樣寫隻有鼠標點擊窗口才會有反應，並不是鼠標移動就會有反應，因此我們再構造一個WindowButtonMotionFcn回調，！！！這一部分代碼要寫在上一步代碼的前面！！！
lastDis=300;
preDis=300;
set(fig,'WindowButtonMotionFcn',@move2center)
function move2center(~,~)
xy=get(fig,'CurrentPoint');
preDis=sqrt(sum((xy-[300,300]).^2));
end
preDis就是鼠標到圖片中心的位置，我為什麼要設置一個lastDis呢，因為每次移動鼠標都更新圖像實在太卡瞭，因此我們要加一個判定，當且僅當以下兩種情況更新圖片大小
- 之前鼠標距離中心>=150，現在<150
- 之前鼠標距離中心<150，現在>=150
6 鼠標移動到fig中心時更新圖片
將之前的rotateCube函數改成這樣：
function rotateCube(~,~)
theta=theta+0.02;
ax.CameraPosition=[cos(theta)*5*sqrt(2),sin(theta)*5*sqrt(2),5];
if (~all([preDis lastDis]<150))&&any([preDis lastDis]<150)
for ii=1:6
if preDis<150
surfPicA(ii).XData=surfPic(ii).XData.*resizeMat(ii,1);
surfPicA(ii).YData=surfPic(ii).YData.*resizeMat(ii,2);
surfPicA(ii).ZData=surfPic(ii).ZData.*resizeMat(ii,3);
else
surfPicA(ii).XData=surfPic(ii).XData.*1.5;
surfPicA(ii).YData=surfPic(ii).YData.*1.5;
surfPicA(ii).ZData=surfPic(ii).ZData.*1.5;
end
end
end
lastDis=preDis;
end
其中：
(~all([preDis lastDis]<150))&&any([preDis lastDis]<150)
是用來判斷上一次鼠標位置和當前鼠標位置是否隻有一個距離中心<150
另：
for 循環中使用else來判斷應該繪制大圖片還是中等圖片
完整代碼
function album3d
path='.\album\';%文件夾名稱
files=dir(fullfile(path,'*.jpg'));
picNum=size(files,1);
%遍歷路徑下每一幅圖像
for i=1:picNum
fileName=strcat(path,files(i).name);
img=imread(fileName);
img=imresize(img,[120,120]);
imgSet{i}=img;
end
% fig axes設置
fig=figure('units','pixels','position',[50 50 600 600],...
'Numbertitle','off','resize','off',...
'name','album3d','menubar','none');
ax=axes('parent',fig,'position',[-0.5 -0.5 2 2],...
'XLim', [-6 6],...
'YLim', [-6 6],...
'ZLim', [-6 6],...
'Visible','on',...
'XTick',[], ...
'YTick',[],...
'Color',[0 0 0],...
'DataAspectRatioMode','manual',...
'CameraPositionMode','manual');
hold(ax,'on')
ax.CameraPosition=[5 5 5];
% 用於繪制圖片的網格
[XMesh,YMesh]=meshgrid(linspace(-1,1,120),linspace(-1,1,120));
ZMesh=ones(120,120);
% 繪制圖片立方體
surfPic(1)=surf(XMesh,YMesh,ZMesh,'CData',imgSet{mod(0,picNum)+1},'EdgeColor','none','FaceColor','interp');
surfPic(2)=surf(XMesh,YMesh(end:-1:1,:),-ZMesh,'CData',imgSet{mod(1,picNum)+1},'EdgeColor','none','FaceColor','interp');
surfPic(3)=surf(ZMesh,XMesh,YMesh(end:-1:1,:),'CData',imgSet{mod(2,picNum)+1},'EdgeColor','none','FaceColor','interp');
surfPic(4)=surf(XMesh,ZMesh,YMesh(end:-1:1,:),'CData',imgSet{mod(3,picNum)+1},'EdgeColor','none','FaceColor','interp');
surfPic(5)=surf(-ZMesh,XMesh,YMesh(end:-1:1,:),'CData',imgSet{mod(4,picNum)+1},'EdgeColor','none','FaceColor','interp');
surfPic(6)=surf(XMesh,-ZMesh,YMesh(end:-1:1,:),'CData',imgSet{mod(5,picNum)+1},'EdgeColor','none','FaceColor','interp');
% 依靠小立方體數據繪制中等立方體
for i=1:6
surfPicA(i)=surf(surfPic(i).XData.*1.5,surfPic(i).YData.*1.5,surfPic(i).ZData.*1.5,...
'CData',surfPic(i).CData,'EdgeColor','none','FaceColor','interp','FaceAlpha',0.7);
end
% 用來調整放大比例的矩陣
resizeMat=[2 2 2.5;2 2 2.5;2.5 2 2;
2 2.5 2;2.5 2 2;2 2.5 2];
% 最大圖片繪制
% for i=1:6
% surfPicB(i)=surf(surfPic(i).XData.*resizeMat(i,1),...
% surfPic(i).YData.*resizeMat(i,2),...
% surfPic(i).ZData.*resizeMat(i,3),...
% 'CData',surfPic(i).CData,'EdgeColor',...
% 'none','FaceColor','interp','FaceAlpha',0.7);
% end
lastDis=300;
preDis=300;
set(fig,'WindowButtonMotionFcn',@move2center)
function move2center(~,~)
xy=get(fig,'CurrentPoint');
preDis=sqrt(sum((xy-[300,300]).^2));
end
fps=40;theta=0;
rotateTimer=timer('ExecutionMode', 'FixedRate', 'Period',1/fps, 'TimerFcn', @rotateCube);
start(rotateTimer)
function rotateCube(~,~)
theta=theta+0.02;
ax.CameraPosition=[cos(theta)*5*sqrt(2),sin(theta)*5*sqrt(2),5];
if (~all([preDis lastDis]<150))&&any([preDis lastDis]<150)
for ii=1:6
if preDis<150
surfPicA(ii).XData=surfPic(ii).XData.*resizeMat(ii,1);
surfPicA(ii).YData=surfPic(ii).YData.*resizeMat(ii,2);
surfPicA(ii).ZData=surfPic(ii).ZData.*resizeMat(ii,3);
else
surfPicA(ii).XData=surfPic(ii).XData.*1.5;
surfPicA(ii).YData=surfPic(ii).YData.*1.5;
surfPicA(ii).ZData=surfPic(ii).ZData.*1.5;
end
end
end
lastDis=preDis;
end
% 棄用方案：太卡
% set(fig,'WindowButtonMotionFcn',@move2center)
% function move2center(~,~)
% xy=get(fig,'CurrentPoint');
% dis=sum((xy-[300,300]).^2);
% for ii=1:6
% if dis<200
% surfPicA(ii).XData=surfPic(ii).XData.*resizeMat(ii,1);
% surfPicA(ii).YData=surfPic(ii).YData.*resizeMat(ii,2);
% surfPicA(ii).ZData=surfPic(ii).ZData.*resizeMat(ii,3);
% else
% surfPicA(ii).XData=surfPic(ii).XData;
% surfPicA(ii).YData=surfPic(ii).YData;
% surfPicA(ii).ZData=surfPic(ii).ZData;
% end
% end
%
%
%
% end
end
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