仿写抖音旋转汉字时钟
Posted zhinianzhizhan
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了仿写抖音旋转汉字时钟相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
一直对抖音上的各种人脸处理算法很感兴趣，个别的我觉得目前的水平我能写个简单的实现方式，但是涉及复杂的，还是太菜了。但是之前在抖音上看到了一个用网页写的旋转汉字时钟的视频，感觉很好玩，而且我觉着写出来完全没问题，就用Pygame 和之前实现的旋转立方体的底层代码实现了一下。原视频地址找不到了，只有个模糊的印象，所以就跟着感觉走了。最终实现的东西，需要运算量较大，而且速度很慢。所以我若是有时间了，我会移植为C或者C++语言再看看。因为我的代码都是由之前的C语言改来的，所以改回去不会很难，只有麻烦不麻烦。
另外，本文及实现的内容纯粹是为了好玩而完全自己编写的，且原视频中介绍的是用其他代码实现的，而且我也没有记录原作者是谁，无法进行感谢。但不论怎样，若是有侵权的地方望告知，会立刻进行处理。
先上图：
也能调整大小（非动态），只要修改文件中的一个全局变量就可以修改大小了：
上一篇的 pygame实现旋转立方体 里面已经实现了点阵字库的读取和显示，当时只是写了个单个字符的，现在拓展一下，支持多个字符的就可以了。因为主要用到中文字符，也就没添加英文字符的支持。其实很简单，原理相通的。
多字符的实现无非就是计算多字符对应点阵的坐标，然后进行投影计算就可以了。
然后根据圆的坐标方程得出圆上某点与角度的关系，可以得到此角度下字符应该显示在什么位置，然后将旋转后的字符在此位置显示，就好了。
当知道圆的半径和某点的角度值后，就能得到坐标关系式，如下：
已知 圆心：(x0,y0) 半径：r 角度：a0 求圆上任意一点坐标：(x1,y1)，可得公式如下：
x1=x0+r*cos(a0 * 3.14/180)
y1=y0+r*sin(a0 * 3.14/180)
然后将字符串沿Z轴旋转（当前角度a0 减去 90度）的度数就能够将字符旋转到a0的角度，符合当前角度。选择适当的半径，就能够将字符调整到合适的位置，然后输出显示就可以了。
中文字符串16x16点阵的显示：在Transform3D.py 文件中
1 def Show3D16x16Char(font,ax,ay,az,x,y,Z_Size,frontcolor,backcolor,model=1.5,fontmultiple=1.0): 2 ‘‘‘**********************************************************/ 3 |**函数: Show3D16x16Font 4 |**功能：显示3D的16x16字符，为从汉字库读取的字符数据，支持数千个汉字 5 | 本函数需要 binascii 库的支持，不支持此库的环境无法运行本函数 6 |**说明：font:欲显示的汉字，目前只支持一个字符的显示，只支持汉字的显示 7 | sx,sy,sz :角度值 8 | x,y: 欲显示的坐标位置 9 | Z_Size：距旋转轴的距离 10 | frontcolor,backcolor：颜色，前景色和背景色 11 | model：显示模式，只有模式为1时才填充背景色，否则只填充前景色 12 | 13 |**作者： wcc 执念执战 14 |**时间：2019-6-3 15 |********************************************************‘‘‘ 16 length = len(font) 17 if length == 0:#字符数要大于一个 18 return 19 if length == 1: #只支持一个字符的显示 20 text = font 21 else: 22 text = font[0] 23 24 25 26 m=0 27 i=0 28 k=0 29 j=0 30 XO=0 31 YO=0 32 #fontmultiple=1.0 #放大倍数，放到外面统一调整 33 34 35 gMAT=[[0.0 for i in range(4)] for n in range(4)] 36 Point0=zuobiaostruct() 37 Point1=zuobiaostruct() 38 PointDis=zuobiaostruct() 39 40 gMAT=structure_3D() #//构建单位矩阵 41 gMAT=Translate3D(gMAT,-8,-8,-8); #//平移变换矩阵 42 gMAT=Scale_3D(gMAT,fontmultiple,fontmultiple,fontmultiple); #//比例变换矩阵 43 gMAT=Rotate_3D(gMAT,ax,ay,az); #//旋转变换矩阵 44 45 for m in range(length): #理论上就是将单个的字符延长为多个字符，最重要的就是坐标的确定和计算 46 47 text=font[m] 48 gb2312 = text.encode(‘gb2312‘) 49 hex_str = binascii.b2a_hex(gb2312) 50 result = str(hex_str,encoding = ‘utf-8‘ ) #换算出汉字对应的字符地址 51 if eval(‘0x‘ + result[:2]) <128: 52 print("请输入中文") #目前只支持gb2312中文字符，英文字符没加。原理一样，可以取模保存起来 53 return 54 else: 55 56 area = eval(‘0x‘ + result[:2]) - 0xA0 57 index = eval(‘0x‘ + result[2:]) - 0xA0 #换算为16进制地址 58 offset = (94 * (area - 1)+ (index - 1))*32 #得出具体地址 59 font_rect = None 60 with open("D:/Mystudy/Python/pyGame/HZK16","rb") as f: #16x16字符集的地址，从中读取出一个字符的点阵数据 61 f.seek(offset) 62 font_rect = f.read(32)#得到32个点阵数据 63 f.close() 64 65 66 #gMAT=Translate3D(gMAT,8,8,8); #//平移变换矩阵 x:调节距离中心点的位置，相当于下面Point0.z 67 68 69 70 for i in range(16): 71 for k in range(8): 72 temp = 0x01 << k 73 for j in range(2): 74 data=font_rect[i*2+j] #取出数据 75 if data & temp == temp: 76 77 Point0.x=16-(k+(1-j)*8)+m*16+m*2 #第m个字符的当前点的坐标 78 ‘‘‘ 79 每个字符16个像素，第m个字符共m*16个像素，每两个字符间的间距设为2，则m*16+m*2，前面的时实现当前点阵坐标的计算 80 ‘‘‘ 81 Point0.y=i #(i*8)+k 82 Point0.z=Z_Size #//此参数能够改变字符距离旋转轴中心的距离 83 84 Point1=vector_matrix_MULTIPLY(Point0,gMAT)#//矢量与矩阵相乘 85 PointDis=PerProject(Point1,XO,YO) #//映射投影 86 Gui_Point(PointDis.x+x,PointDis.y+y,frontcolor) 87 else: 88 if model ==1: #模式为1 时才会绘制底色 89 Point0.x=16-(k+(1-j)*8)+m*16+m*2 90 Point0.y=i #(i*8)+k 91 Point0.z=Z_Size #//此参数能够改变字符距离旋转轴中心的距离 92 93 Point1=vector_matrix_MULTIPLY(Point0,gMAT)#//矢量与矩阵相乘 94 PointDis=PerProject(Point1,XO,YO) #//映射投影 95 Gui_Point(PointDis.x+x,PointDis.y+y,backcolor) 96
下面是实现旋转时钟的代码：
1 # -*- coding: utf-8 -*- 2 """ 3 Created on Sat Jun 29 15:22:12 2019 4 5 @author: Administrator 6 """ 7 8 from Transform3D import * 9 10 11 import pygame 12 import time 13 import math 14 15 fontmultiple=0.8 #字符倍数比例函数，修改次数据可以实现整体的放大和缩小，建议此数值在0.8-1.3 之间，看起来比较合适 16 17 SCREEN_X_MAX = int(800*fontmultiple) #屏幕的宽和高 18 SCREEN_Y_MAX = int(800*fontmultiple) 19 20 BLACK=(0,0,0) 21 WHITE=(255,255,255) 22 RED=(255,0,0) 23 GREEN=(0,255,0) 24 BLUE=(0,0,255) 25 26 ForeColor = RED #前景色和背景色 27 BackColor = BLACK 28 29 30 pygame.init() 31 screen = pygame.display.set_mode((SCREEN_X_MAX,SCREEN_Y_MAX)) 32 33 34 #myfont=pygame.font.Font(None,1) 35 #textImage=myfont.render("test",True,WHITE) 36 37 Week_zw=("一","二","三","四","五","六","日") #周的中文 38 Day_zw=("零","一","二","三","四","五","六","七","八","九","十") #可用于所有需要0-10的中文的地方 39 Mouth_day=[31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31] #月份时长表 40 41 42 43 ‘‘‘ 44 圆： (x-a)^2+(y-b)^2=r^2 45 a,b:圆心坐标 46 r:半径 47 48 圆心：(x0,y0) 49 半径：r 50 角度：a0 51 圆上任意一点：(x1,y1) 52 x1=x0+r*cos(a0 * 3.14/180) 53 y1=y0+r*sin(a0 * 3.14/180) 54 ‘‘‘ 55 def Show_Year(x0,y0,r,angel): 56 ‘‘‘ 57 显示年 58 ‘‘‘ 59 60 timenow=time.localtime(time.time()) 61 yearstr=Day_zw[(int)(timenow[0]/1000)]+Day_zw[int((timenow[0]%1000)/100)]+Day_zw[int((timenow[0]%100)/10)]+Day_zw[int((timenow[0]%10))]+"年" 62 Show3D16x16Char(yearstr,0,0,angel-90,x0,y0,1,ForeColor,BackColor,0,fontmultiple) 63 def Show_Week(x0,y0,r,agl): 64 ‘‘‘ 65 显示周 66 ‘‘‘ 67 timenow=time.localtime(time.time()) #获取时间 68 for i in range(7): 69 angel=360/7 70 71 if i < timenow[6]: 72 angel=agl-angel*(timenow[6]-i) 73 ForeColor=RED 74 elif i >timenow[6]: 75 angel=agl+angel*(i-timenow[6]) 76 ForeColor=RED 77 else : 78 angel=agl #当前周设为90度，即在水平方向上 79 ForeColor=WHITE 80 81 x1=x0 + r * math.sin(angel * 3.14/180) #由角度计算出当前应在的坐标点 82 y1=y0 + r * math.cos(angel * 3.14/180) 83 Show3D16x16Char("周"+Week_zw[i],0,0,angel-90,(int)(x1),(int)(y1),1,ForeColor,BackColor,0,fontmultiple)#输出旋转后的字符串 84 85 def Show_Month(x0,y0,r,agl): 86 ‘‘‘ 87 显示月份 88 ‘‘‘ 89 timenow=time.localtime(time.time())#获取时间 90 for i in range(1,13): #一年12个月 91 angel=360/12 92 93 if i < timenow[1]: 94 angel=agl-angel*(timenow[1]-i) #其他月份相应得到角度推算 95 ForeColor=RED 96 elif i >timenow[1]: 97 angel=agl+angel*(i-timenow[1]) 98 ForeColor=RED 99 else : 100 angel=agl #当前月份设为90度，即在水平方向上 101 ForeColor=WHITE 102 x1=x0 + r * math.sin(angel * 3.14/180) #由角度计算出当前应在的坐标点 103 y1=y0 + r * math.cos(angel * 3.14/180) 104 if i>10: 105 monthstr=Day_zw[10]+Day_zw[i%10]+"月" #得出要显示的字符串 106 else: 107 monthstr = Day_zw[i]+"月" 108 Show3D16x16Char(monthstr,0,0,angel-90,(int)(x1),(int)(y1),1,ForeColor,BackColor,0,fontmultiple)#显示字符串 109 110 def Show_Day(x0,y0,r,agl): 111 ‘‘‘ 112 显示日期 113 ‘‘‘ 114 timenow=time.localtime(time.time()) #获取时间 115 if (timenow[0]%4==0 and timenow[0]%100 !=0) or (timenow[0]%400 == 0): 116 Mouth_day[1]=29 #闰年，补全二月的时长表 117 else: 118 Mouth_day[1]=28 119 120 #Mouth_day 为月份的时长表 121 for i in range(1,Mouth_day[timenow[1]-1]+1): 122 angel=360/Mouth_day[timenow[1]-1] 123 124 if i < timenow[2]: 125 angel=agl-angel*(timenow[2]-i)#其他日期相应得到角度推算 126 ForeColor=RED 127 elif i >timenow[2]: 128 angel=agl+angel*(i-timenow[2]) 129 ForeColor=RED 130 else : 131 angel=agl #当前日期设为90度，即在水平方向上 132 ForeColor=WHITE 133 x1=x0 + r * math.sin(angel * 3.14/180)#由角度计算出当前应在的坐标点 134 y1=y0 + r * math.cos(angel * 3.14/180) 135 if i>20: 136 if i%10 !=0: 137 daystr= Day_zw[(int)(i/10) ]+ Day_zw[10] +Day_zw[i%10]+"日"#得出要显示的字符串 138 else: 139 daystr= Day_zw[(int)(i/10) ]+ Day_zw[10]+"日" 140 elif i>10: 141 daystr= Day_zw[10]+Day_zw[i%10]+"日" 142 else: 143 daystr=Day_zw[i]+"日" 144 Show3D16x16Char(daystr,0,0,angel-90,(int)(x1),(int)(y1),1,ForeColor,BackColor,0,fontmultiple)#显示字符串 145 146 147 def Show_Hour(x0,y0,r,agl): 148 ‘‘‘ 149 显示时 150 ‘‘‘ 151 152 timenow=time.localtime(time.time())#获取时间 153 154 for i in range(0,24): 155 angel=360/24 156 157 if i < timenow[3]: 158 angel=agl-angel*(timenow[3]-i)#其他时间相应得到角度推算 159 ForeColor=RED 160 elif i >timenow[3]: 161 angel=agl+angel*(i-timenow[3]) 162 ForeColor=RED 163 else : 164 angel=agl #当前时间设为90度，即在水平方向上 165 ForeColor=WHITE 166 x1=x0 + r * math.sin(angel * 3.14/180) 167 y1=y0 + r * math.cos(angel * 3.14/180) 168 if i>20: 169 if i%10 !=0: 170 daystr= Day_zw[(int)(i/10) ]+ Day_zw[10] +Day_zw[i%10]+"时" #得到要显示的字符串 171 else: 172 daystr= Day_zw[(int)(i/10) ]+ Day_zw[10]+"时" 173 elif i>10: 174 daystr= Day_zw[10]+Day_zw[i%10]+"时" 175 else: 176 daystr=Day_zw[i]+"时" 177 Show3D16x16Char(daystr,0,0,angel-90,(int)(x1),(int)(y1),1,ForeColor,BackColor,0,fontmultiple) #显示角度计算后的字符串 178 179 def Show_Min(x0,y0,r,agl): 180 ‘‘‘ 181 显示分 182 ‘‘‘ 183 184 timenow=time.localtime(time.time()) 185 186 for i in range(0,60): 187 angel = 360/60 188 189 if i < timenow[4]: 190 angel=agl-angel*(timenow[4]-i)-(360/60/60 * timenow[5] ) #将秒数也代入角度计算中就可以得到更精确的角度偏移，而且每秒钟都会移动，好看 191 ForeColor=RED 192 elif i > timenow[4]: 193 angel = agl + angel * (i-timenow[4]) - (360/60/60 * timenow[5] ) 194 ForeColor = RED 195 else : 196 angel = agl - (360/60/60 * timenow[5] ) #当前日期设为90度-秒钟的角度，实现动态显示 197 ForeColor = WHITE 198 x1 = x0 + r * math.sin(angel * 3.14/180) #由角度计算出当前应在的坐标点 199 y1 = y0 + r * math.cos(angel * 3.14/180) 200 if i>=20: 201 if i%10 !=0: 202 daystr = Day_zw[(int)(i/10) ]+ Day_zw[10] +Day_zw[i%10]+"分" #得到要显示的字符串 203 else: 204 daystr = Day_zw[(int)(i/10) ]+ Day_zw[10]+"分" 205 elif i>10: 206 daystr = Day_zw[10]+Day_zw[i%10]+"分" 207 else: 208 daystr = Day_zw[i]+"分" 209 Show3D16x16Char(daystr,0,0,angel-90,(int)(x1),(int)(y1),1,ForeColor,BackColor,0,fontmultiple)#显示角度计算后的字符串 210 211 212 i=0 213 while True: 214 for event in pygame.event.get(): 215 if event.type in (QUIT,KEYDOWN): 216 pygame.quit() 217 sys.exit() 218 219 i+=1 #开始的动画，调整大小可以调整速度，因为没优化，所以显示速度很慢，数据大一些动画能尽早结束 220 if i>90: 221 i=90 222 223 Show_Year(SCREEN_X_MAX/2-40*fontmultiple,SCREEN_Y_MAX/2,32,90) #显示年 224 Show_Week(SCREEN_X_MAX/2,SCREEN_Y_MAX/2,65*fontmultiple,180-i) #显示周 225 Show_Month(SCREEN_X_MAX/2,SCREEN_Y_MAX/2,110*fontmultiple,i) #显示月份 226 Show_Day(SCREEN_X_MAX/2,SCREEN_Y_MAX/2,170*fontmultiple,180-i) #显示日期 227 Show_Hour(SCREEN_X_MAX/2,SCREEN_Y_MAX/2,245*fontmultiple,i) #显示时 228 Show_Min(SCREEN_X_MAX/2,SCREEN_Y_MAX/2,325*fontmultiple,180-i) #显示分 229 230 pygame.draw.circle(screen,ForeColor,((int)(SCREEN_X_MAX/2),(int)(SCREEN_Y_MAX/2)),int(55*fontmultiple),1) #显示几个圆 231 pygame.draw.circle(screen,ForeColor,((int)(SCREEN_X_MAX/2),(int)(SCREEN_Y_MAX/2)),int(100*fontmultiple),1) 232 pygame.draw.circle(screen,ForeColor,((int)(SCREEN_X_MAX/2),(int)(SCREEN_Y_MAX/2)),int(160*fontmultiple),1) 233 pygame.draw.circle(screen,ForeColor,((int)(SCREEN_X_MAX/2),(int)(SCREEN_Y_MAX/2)),int(235*fontmultiple),1) 234 pygame.draw.circle(screen,ForeColor,((int)(SCREEN_X_MAX/2),(int)(SCREEN_Y_MAX/2)),int(315*fontmultiple),1) 235 236 pygame.display.update() 237 screen.fill(0) #屏幕清零 238 #time.sleep(30/1000)
其他调用的代码都在 Transform3D.py文件中，可在我的另一篇博客《python+基本3D显示》中下载，然后将上面的字符串显示代码加进去，就可以了。
本文水平有限，内容很多词语由于知识水平问题不严谨或很离谱，但主要作为记录作用，能理解就好了，希望以后的自己和路过的大神对必要的错误提出批评与指点，对可笑的错误不要嘲笑，指出来我会改正的。
另外，转载使用请注明作者和出处，不要删除文档中的关于作者的注释。
随梦，随心，随愿，恒执念，为梦执战，执战苍天！ ------------------执念执战
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