摘自：哈哈老师的日记

https://www.toutiao.com/a7052529643886264836

  哈哈老师设计的万花筒程序，学习实践一下。

手绘万花筒

一、万花筒原理

  就是根据原始坐标点，沿屏幕中心，旋转 n-1 次，获取 n-1 个镜像点。
  函数get_mirror_point使用三角函数，得到旋转后的坐标。使用向量（矩阵）计算程序会更简单一些。

  程序中m_lines 是个三维数组，分三个层次：

• 第一层：所有线段集合，用户线段集合 + （n-1）个镜像线段集合
• 第二层：一个用户线段集合里，包含多个分开的线段，每次落笔抬笔之间，即构成一个线段
• 第三层：每个线段，包含的点的集合

二、操作

• 空格：清屏
• CTRL + S ： 保存图片

三、程序代码

  主程序mirror.py

import pygame
from pygame.locals import *
import os,random,sys,math
import time

# 常量 
W , H = 1280,800     
n = 5 # 镜像次数
GREEN = (0,255,0)

# 初始化游戏窗口
pygame.init()
# screen = pygame.display.set_mode((0,0),FULLSCREEN)
screen = pygame.display.set_mode((W,H))
W,H = screen.get_size()
pygame.display.set_caption("极坐标")

# 全局变量

lines = []   # 用户画的原始线段
points = []  # 当前画的线段的点集合（从鼠标落下到鼠标抬起，鼠标经过的所有坐标点）
'''
m_lines 是个三维数组，分三个层次：
第一层：所有线段集合，用户线段集合 + （n-1）个镜像线段集合
第二层：一个用户线段集合里，包含多个分开的线段，每次落笔抬笔之间，即构成一个线段
第三层：每个线段，包含的点的集合
'''
m_lines = [] # 镜像线段 mirror lines，由用户绘制线段，生成的所有镜像线段，包含了用户线段
colors = []

def init():
    '''初始化'''
    global lines,points,m_angle
    m_angle = 360 / n   # 镜像单位角度
    m_lines.clear()     # 清空
    for i in range(n):
        m_lines.append([[]])        # 根据镜像数量，先分配好空间
        colors.append(random_rainbow_color())     # 随机颜色
    lines = m_lines[0]  # 线段
    points = lines[0] # 点

def random_rainbow_color():
        '''随机生成饱和度最大的颜色'''
        h = random.randint(0,360)
        color = pygame.Color((0,0,0))
        color.hsla = (h,100,50,100)
        return color

def get_mirror_point(p,angle):
    '''计算 p 点 沿屏幕中心（cx,cy）旋转 angle 后的坐标值'''
    cx,cy = W/2,  H/2    # 以屏幕中心点为坐标原点
    angle = math.radians(angle) # 角度转化为弧度
    x,y = p[0] - cx, cy - p[1]
    # 用到旋转公式
    mx  = round( x * math.cos(angle) - y * math.sin(angle))   
    my = round( x * math.sin(angle) + y * math.cos(angle))
    nx =  mx + cx
    ny =  cy - my
    # print(p,(x,y),(mx,my),(nx,ny))
    return nx,ny

def new_line():
    '''分配新的线段空间'''
    global points
    lines.append([])
    points = lines[-1]
    for i in range(1,n):
            m_lines[i].append([])

def add_point(point):
    '''添加当前点，并计算所有镜像点，添加到 m_lines 里'''
    if points ==[] or point != points[-1]:      # 加一个判断，避免加入重复的点，浪费空间
        points.append(point)
        for i in range(1,n):    # 计算所有镜像点坐标
            mp = get_mirror_point(point,m_angle * i)    # 第 i 个镜像点
            m_lines[i][-1].append(mp)

def save_image():
    '''保存图片'''
    filename = 'mirror-'+ time.strftime("%Y%m%d%H%M%S", time.localtime()) +'.png'
    pygame.image.save(screen,filename)

init()

drawing = False
running = True
clock = pygame.time.Clock()
while running:

    # 事件
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == QUIT:
            pygame.quit()
            sys.exit()
        if event.type == KEYDOWN:
            if event.key == K_ESCAPE:
                pygame.quit()
                sys.exit()
            if event.key == K_SPACE:        # 按空格键清屏
                init()
            if event.key == K_s:
                key_pressed = pygame.key.get_pressed()
                if key_pressed[K_LCTRL] or key_pressed[K_RCTRL]:    # CTRL + s 组合键，保存图片 
                    save_image()
        if event.type == MOUSEBUTTONDOWN:   # 按下鼠标
            drawing = True      # 开始画线
        if event.type == MOUSEBUTTONUP:     # 放开鼠标
            drawing = False     # 画线结束
            new_line()  #分配新的线段空间
        if event.type == MOUSEMOTION:       # 移动鼠标
            if drawing: 
                point = pygame.mouse.get_pos()
                add_point(point)  # 添加当前坐标点和对应的镜像点
        

    screen.fill(0)  # 填充背景

    # 开始画图
    for i,m_line in enumerate(m_lines):
        for line in m_line:
            if len(line) >1:
                pygame.draw.lines(screen,colors[i],False,line,2)  # colors[i]
    # 结束画图

    pygame.display.update()
    clock.tick(30)