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用python实现旋转地球
素材
本文只讲最简单也是最常见的正侧面旋转地球。
首先你得有一张360度贴图，效果如下图。在网上搜一下，这种图很多，容易获得。
它的特点是高度恰好是宽度的一半，因为地球一周有360度，而从南极到北极只有180度。这种360度贴图，标明了每个经纬度上地球的表面效果。仔细观察会注意到，南北两极变形剧烈，而中间地带和我们经常见到的地图比较相似。
我们称它为经纬度贴图。
基本原理
旋转地球之所以看起来是旋转的，只是因为它上面显示的内容在变。其实起点只是一个圆。我们所做的，只是把经纬度贴图中的像素以合理的方式贴到圆上去。然后再把一帧帧图片连接为GIF动图即可。
贴图的方法是：
1、选择圆内的所有点。
2、计算每一点对应的经纬度。
3、从经纬度贴图上获取该经纬度对应的xy坐标
4、获取像素写入图片
5、制作GIF
计算过程是比较简单的球面几何，下面结合代码讲解。
1 获得圆内所有的点
这个比较简单
img= Image.new('RGBA', (300,300), 'black')
w= img.size[0]
h= img.size[1]
pxList=[]
pyList=[]
for i in range(w):
for j in range(h):
r= math.sqrt((i-w/2)**2+(j-h/2)**2)
if r<150:
pxList.append(i)
pyList.append(j)2 计算经纬度
首先从平面坐标获得三维坐标
球面上的任意一点，有一个规律是x2 + y2 + z2 = 1
我们就用这个原理，可以获得圆内每个点的z值
根据x,y,z计算球面的经纬度
为了让计算速度尽量快一些，这里用numpy
def calcSphereXY2XYZ(px, py, maxHeight, longOffset):
v0x= np.array(px)
v0y= np.array(py)
v03= np.subtract(v0x, maxHeight)
v04= np.subtract(v0y, maxHeight)
v1x= np.true_divide(v03, maxHeight)
v1y= np.true_divide(v04, maxHeight)
v07= np.power(v1x,2)
v08= np.power(v1y,2)
v09= np.add(v07,v08)
v0a= np.subtract(1,v09)
v1z= np.power(v0a,1/2) # z
# print('z:', max(v1z), min(v1z))
v1lat= np.multiply(v1y, math.pi/2) # lat
v0lon= np.arctan2(v1z, -v1x)
v1lon= np.add(v0lon, longOffset) # long
v2lon= np.fmod(v1lon, math.pi*2) # long
return v2lon, v1lat3 获取经纬度对应的xy坐标
就是一个简单的坐标映射
def calcShpereLatLong2XY(vlon, vlat, width, height): v3x0=np.multiply(vlon, width/2/math.pi) v3y0=np.multiply(vlat, height/math.pi) v3y1=np.add(v3y0, height/2) v3x2=v3x0.astype(np.integer) v3y2=v3y1.astype(np.integer) return v3x2, v3y2
4 获得像素点，并写入图片
首先，载入经纬度贴图的素材并转为numpy格式
imgBack= Image.open('EARTH_small.bmp')
width= imgBack.size[0]
height= imgBack.size[1]
imgBack= imgBack.convert('RGBA')
arrayBack= np.array(imgBack)注意转换后的XY是反的，取点并直接赋值即可
color= arrayBack[npy, npx] for i in range(len(pxList)): x= pxList[i] y= pyList[i] cc=color[i] # print(cc) cc= tuple(cc) img.putpixel((x,y), cc)
5 GIF制作
使用的是imageio库
frames=[]
for i in range(0, 360, 10):
a= -i*math.pi/ 180
img= getPic(a)
str1= 'temp%03d.png'%i
img.save(str1)
im = imageio.imread(str1)
frames.append(im)
# img.show()
imageio.mimsave('earth.gif', frames, 'GIF', duration=0.25)更多Python知识，请关注Python视频教程！！