python画城墙如何填充颜色

使用Matplotlib绘制城墙并填充颜色，可以通过多边形填充、路径填充等方法实现。以下是几种绘制和填充城墙的方法：

使用多边形填充颜色
使用路径填充颜色
结合线条和填充实现复杂图形

在以下内容中，我们将详细探讨如何通过这几种方法绘制城墙并填充颜色。

一、使用多边形填充颜色

使用多边形填充颜色是最简单的方式之一，可以通过Matplotlib库中的Polygon类来实现。

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.patches import Polygon
定义城墙的顶点
walls = [(1, 1), (2, 4), (3, 3), (4, 5), (5, 2)]
创建一个多边形
polygon = Polygon(walls, closed=True, fill=True, edgecolor='black', facecolor='gray')
创建绘图
fig, ax = plt.subplots()
ax.add_patch(polygon)
设置坐标范围
ax.set_xlim(0, 6)
ax.set_ylim(0, 6)
显示图形
plt.show()

在上面的例子中，定义了一个包含城墙顶点的列表，并使用Polygon类创建了一个多边形对象。通过设置fill=True，edgecolor和facecolor参数，可以指定边框颜色和填充颜色。最后，使用add_patch方法将多边形添加到绘图对象中。

二、使用路径填充颜色

路径填充颜色可以通过Matplotlib库中的Path和PathPatch类来实现，适用于绘制更加复杂的图形。

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.path import Path
import matplotlib.patches as patches
定义城墙的顶点和路径指令
vertices = [(1, 1), (2, 4), (3, 3), (4, 5), (5, 2), (1, 1)]
codes = [Path.MOVETO, Path.LINETO, Path.LINETO, Path.LINETO, Path.LINETO, Path.CLOSEPOLY]
创建一个路径对象
path = Path(vertices, codes)
创建一个路径补丁
patch = patches.PathPatch(path, facecolor='gray', edgecolor='black')
创建绘图
fig, ax = plt.subplots()
ax.add_patch(patch)
设置坐标范围
ax.set_xlim(0, 6)
ax.set_ylim(0, 6)
显示图形
plt.show()

在这个例子中，定义了城墙的顶点和路径指令列表。Path类用于创建路径对象，而PathPatch类用于创建路径补丁对象。通过设置facecolor和edgecolor参数，可以指定填充颜色和边框颜色。最后，使用add_patch方法将路径补丁添加到绘图对象中。

三、结合线条和填充实现复杂图形

结合线条和填充可以实现更加复杂的图形，例如绘制具有多个部分的城墙。

import matplotlib.pyplot as plt
定义城墙的顶点
walls = [
    [(1, 1), (2, 4), (3, 3), (4, 5), (5, 2)],  # 第一部分
    [(6, 1), (7, 4), (8, 3), (9, 5), (10, 2)]  # 第二部分
]
fig, ax = plt.subplots()
for wall in walls:
    xs, ys = zip(*wall)
    ax.fill(xs, ys, edgecolor='black', facecolor='gray')
设置坐标范围
ax.set_xlim(0, 11)
ax.set_ylim(0, 6)
显示图形
plt.show()

在这个例子中，定义了多个城墙顶点列表，并使用fill方法将每个部分填充颜色。通过循环遍历顶点列表，可以绘制多个部分组成的复杂图形。

四、结合其他库进行高级绘图

除了Matplotlib，还可以结合其他绘图库（例如Plotly、Bokeh）进行高级绘图和填充。

1. 使用Plotly绘制城墙

Plotly是一款功能强大的交互式绘图库，可以用于绘制动态图形。

import plotly.graph_objects as go
定义城墙的顶点
walls = [
    dict(x=[1, 2, 3, 4, 5], y=[1, 4, 3, 5, 2]),  # 第一部分
    dict(x=[6, 7, 8, 9, 10], y=[1, 4, 3, 5, 2])  # 第二部分
]
fig = go.Figure()
for wall in walls:
    fig.add_trace(go.Scatter(
        x=wall['x'], y=wall['y'],
        fill='toself',
        mode='lines',
        line=dict(color='black'),
        fillcolor='gray'
    ))
fig.update_layout(
    xaxis=dict(range=[0, 11]),
    yaxis=dict(range=[0, 6])
)
fig.show()

在这个例子中，定义了城墙顶点的字典列表，并使用go.Scatter方法绘制每个部分。通过设置fill参数为toself，可以实现区域填充。

2. 使用Bokeh绘制城墙

Bokeh是一款适用于Web应用的交互式绘图库，可以用于生成高质量的图形。

from bokeh.plotting import figure, show
from bokeh.models import Patch
定义城墙的顶点
walls = [
    dict(xs=[1, 2, 3, 4, 5], ys=[1, 4, 3, 5, 2]),  # 第一部分
    dict(xs=[6, 7, 8, 9, 10], ys=[1, 4, 3, 5, 2])  # 第二部分
]
p = figure()
for wall in walls:
    p.patch(wall['xs'], wall['ys'], line_color="black", fill_color="gray")
p.x_range.start = 0
p.x_range.end = 11
p.y_range.start = 0
p.y_range.end = 6
show(p)

在这个例子中，定义了城墙顶点的字典列表，并使用patch方法绘制每个部分。通过设置line_color和fill_color参数，可以指定边框颜色和填充颜色。

五、结合动画效果提升视觉效果

通过结合动画效果，可以进一步提升图形的视觉效果。

1. 使用Matplotlib创建简单动画

import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.animation as animation
定义城墙的顶点
walls = [
    [(1, 1), (2, 4), (3, 3), (4, 5), (5, 2)],  # 第一部分
    [(6, 1), (7, 4), (8, 3), (9, 5), (10, 2)]  # 第二部分
]
fig, ax = plt.subplots()
polygons = [plt.Polygon(wall, closed=True, edgecolor='black', facecolor='gray') for wall in walls]
for polygon in polygons:
    ax.add_patch(polygon)
def update(num):
    for polygon in polygons:
        polygon.set_facecolor(('gray' if num % 2 == 0 else 'lightgray'))
ani = animation.FuncAnimation(fig, update, frames=10, repeat=True)
设置坐标范围
ax.set_xlim(0, 11)
ax.set_ylim(0, 6)
显示动画
plt.show()

在这个例子中，通过FuncAnimation类创建了一个简单的动画，每隔一定时间切换填充颜色。

2. 使用Plotly创建交互式动画

import plotly.graph_objects as go
定义城墙的顶点
walls = [
    dict(x=[1, 2, 3, 4, 5], y=[1, 4, 3, 5, 2]),  # 第一部分
    dict(x=[6, 7, 8, 9, 10], y=[1, 4, 3, 5, 2])  # 第二部分
]
frames = []
for i in range(10):
    color = 'gray' if i % 2 == 0 else 'lightgray'
    frame_data = []
    for wall in walls:
        frame_data.append(go.Scatter(
            x=wall['x'], y=wall['y'],
            fill='toself',
            mode='lines',
            line=dict(color='black'),
            fillcolor=color
        ))
    frames.append(go.Frame(data=frame_data))
fig = go.Figure(frames=frames)
fig.update_layout(
    xaxis=dict(range=[0, 11]),
    yaxis=dict(range=[0, 6]),
    updatemenus=[dict(type='buttons', showactive=False, buttons=[dict(label='Play', method='animate', args=[None, dict(frame=dict(duration=500, redraw=True), fromcurrent=True)])])]
)
fig.show()