跳至內容

File:Heat.gif

頁面內容不支援其他語言。
這個檔案來自維基共享資源
維基百科,自由的百科全書

原始檔案 (1,200 × 954 像素,檔案大小:2.66 MB,MIME 類型:image/gif、​循環、​30 畫格、​3.0秒)


摘要

 
本GIF 點陣圖使用Python創作。
描述
English: Illustration of the Heat equation.
日期
來源 自己的作品
作者 Nicoguaro. Based on File:Heat eqn.gif by en:User:Oleg Alexandrov
其他版本
原始碼
InfoField

Python code

"""
Illustration of the heat equation

Solve the heat equation using finite differences and Forward Euler.

Based on: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Heat_eqn.gif
"""

from __future__ import division, print_function
import numpy as np
from mayavi import mlab
import subprocess

path_to_convert = "C:\Program Files\ImageMagick-6.9.3\convert.exe"

def step_function(N, scale, X, Y, shape="crescent"):
    """Function that is 1 on a set and 0 outside of it"""
    shapes = ["crescent", "cylinder", "hexagon", "superquadric", "smiley"]
    
    if shape not in shapes:
        shape = "crescent"

    if shape == "cylinder":
        Z = np.ones_like(X)
        Z[X**2 + Y**2 < 0.5] = 0
        Z[X**2 + Y**2 > 2] = 0

    if shape == "superquadric":
        Z = np.ones_like(X)
        Z[np.abs(X)**0.5 + np.abs(Y)**0.5 > 1.5] = 0

    if shape == "hexagon":
        Z = np.ones_like(X)
        hexa = 2*np.abs(X) + np.abs(X - Y*np.sqrt(3)) +\
            np.abs(X + Y*np.sqrt(3))
        Z[hexa > 6] = 0

    if shape == "crescent":
        c = 2
        d = -1
        e = 1
        f = 0.5
        k = 1.2
        shift = 10        
        Z = (c**2 - (X/e - d)**2 - (Y/f)**2)**2 + k*(c + d - X/e)**3 - shift
        Z = 1 - np.maximum(np.sign(Z), 0)
        
    if shape == "smiley":
        Z = np.ones_like(X)
        fac = 1.2
        x_eye = 0.5
        y_eye = 0.4
        bicorn = fac**2*(Y + 0.3)**2*(1 - fac**2*X**2) -\
                (fac**2*X**2 - 2*fac*(Y + 0.3) - 1)**2
        left_eye = (X + x_eye)**2/0.1 + (Y - y_eye)**2/0.4 - 1
        right_eye = (X - x_eye)**2/0.1 + (Y - y_eye)**2/0.4 - 1
        Z[X**2 + Y**2 > 2] = 0
        Z[bicorn > 0] = 0
        Z[left_eye < 0] = 0
        Z[right_eye < 0] = 0

    Z = scale * Z
    return Z

def data_gen(num):
    # Solve the heat equation with zero boundary conditions
    for cont in range(ntime_anim):
        Z[1:N-1, 1:N-1] = Z[1:N-1, 1:N-1] + dt*(Z[2:N, 1:N-1] +
                             Z[0:N-2, 1:N-1] + Z[1:N-1, 0:N-2] +
                             Z[1:N-1, 2:N] - 4*Z[1:N-1, 1:N-1])/dx**2

    surf = mlab.surf(X, Y, Z, colormap='autumn', warp_scale=1)
    # Change the visualization parameters.
    surf.actor.property.interpolation = 'phong'
    surf.actor.property.specular = 0.3
    surf.actor.property.specular_power = 20
    surf.module_manager.scalar_lut_manager.reverse_lut = True
    surf.module_manager.scalar_lut_manager.data_range = np.array([ 0.,  scale])

    return surf

N = 500  # Grid points
L = 2.5  # Box size
X, Y = np.mgrid[-L:L:N*1j, -L:L:N*1j]
scale = 2
Z = step_function(N, scale, X, Y, shape="crescent")
CFL = 0.125
dx = X[1, 0] - X[0, 0]
dy = dx
dt = CFL*dx**2
end_time = 0.05
time = np.arange(0, end_time, dt)
nframes = 50
ntime = time.shape[0]
ntime_anim = int(ntime/nframes)

#%% Plot frames
fname = "heat"
bgcolor = (1, 1, 1)
fig = mlab.figure(size=(1200, 1000), bgcolor=bgcolor)
fig.scene.camera.azimuth(180)
mlab.get_engine()
engine = mlab.get_engine()
scene = engine.scenes[0]
for cont in range(nframes):
    mlab.clf()
    surf = data_gen(cont)
    scene.scene.camera.position = [-8, -8,  7]
    scene.scene.camera.clipping_range = [7, 22]
    scene.scene.camera.focal_point = [0, 0, 1]
    print(cont)
    mlab.savefig("{}_{n:02d}.png".format(fname, n=cont))

#%% Generate video
args = [path_to_convert, "-delay", "10", "-loop" , "0", fname + "_*.png",
        fname + ".gif"]
subprocess.call(args, shell=True)
subprocess.call(["del", "/Q", fname + "*.png"], shell=True)
print("Done!")

授權條款

我,本作品的著作權持有者,決定用以下授權條款發佈本作品:
w:zh:共享創意
姓名標示
此檔案採用創用CC 姓名標示 4.0 國際授權條款。
您可以自由:
  • 分享 – 複製、發佈和傳播本作品
  • 重新修改 – 創作演繹作品
惟需遵照下列條件:
  • 姓名標示 – 您必須指名出正確的製作者,和提供授權條款的連結,以及表示是否有對內容上做出變更。您可以用任何合理的方式來行動,但不得以任何方式表明授權條款是對您許可或是由您所使用。

說明

添加單行說明來描述出檔案所代表的內容

在此檔案描寫的項目

描繪內容

創作作者 Chinese (Hong Kong) (已轉換拼寫)

沒有維基數據項目的某些值

作者姓名字串 繁體中文 (已轉換拼寫):​Nicoguaro
維基媒體使用者名稱 繁體中文 (已轉換拼寫):​Nicoguaro

著作權狀態 繁體中文 (已轉換拼寫)

有著作權 繁體中文 (已轉換拼寫)

共享創意署名4.0國際 Chinese (Hong Kong) (已轉換拼寫)

檔案來源 Chinese (Taiwan) (已轉換拼寫)

上傳者的原創作品 繁體中文 (已轉換拼寫)

多媒體型式 繁體中文 (已轉換拼寫)

image/gif

資料大小 Chinese (Hong Kong) (已轉換拼寫)

2,787,307 位元組

3

954 像素

1,200 像素

校驗和 繁體中文 (已轉換拼寫)

07900fef474dafbc79c213cb7fda9dbd859e8d06

斷定方法:​SHA-1 中文 (已轉換拼寫)

檔案歷史

點選日期/時間以檢視該時間的檔案版本。

日期/時間縮⁠圖尺寸用戶備⁠註
目前2017年5月20日 (六) 03:12於 2017年5月20日 (六) 03:12 版本的縮圖1,200 × 954(2.66 MB)NicoguaroUser created page with UploadWizard

沒有使用此檔案的頁面。

全域檔案使用狀況

以下其他 wiki 使用了這個檔案: