matlab 绘制三阶魔方-动态变化
2024-05-19 03:12:50
三阶魔方绘制-动态变化
魔方绘制
魔方绘制可以参考链接: 【手把手制作三阶魔方模拟器】用MATLAB绘制一个三阶魔方和 【手把手制作三阶魔方模拟器】用MATLAB让你的魔方动起来。
可以达到的效果为：
可以看到魔方没有动态变化，只是颜色的变化。
在旋转公式函数中，90度为一次循环，改变为单次循环为10度，循环9次，便可以将过程动态展现出来。
alpha = -pi/2*alpha;
beta = -pi/2*beta;
gamma = -pi/2*gamma;
变化后为：
function R = getRotateMatrix(alpha,beta,gamma)
% alpha,beta,gamma 为1或-1，分别表示顺时针转和逆时针转alpha = -pi/18*alpha; %-pi/2*alpha;
beta = -pi/18*beta; %-pi/2*beta;
gamma = -pi/18*gamma; %-pi/2*gamma;Rx = [1,0,0;0,cos(alpha),-sin(alpha);0,sin(alpha),cos(alpha)];
Ry = [cos(beta),0,sin(beta);0,1,0;-sin(beta),0,cos(beta)];
Rz = [cos(gamma),-sin(gamma),0;sin(gamma),cos(gamma),0;0,0,1];
R = (Rx*Ry*Rz)';end
测试函数
由于每次转动角度为10度，因此，主函数即测试函数需要对每次每一个操作循环9次。
操作代码部分：
H = initshowcube(axisBlock, cornerBlock, edgeBlock, ...blockVertices, blockFace, color, colorAlpha);%% 操作
% 设置操作
optList = 'RUUR,U,RUR,U,RU,R,';
% 转为编号
[optIdx,optNum] = getOptIdx(optList);
% 循环转动
for k = 1:optNumfor i = 1:9 % 执行[blockIdx, axisBlock, cornerBlock, edgeBlock] = operation(optIdx(k), blockIdx, axisBlock, cornerBlock, edgeBlock);% 显示showcube(H, axisBlock, cornerBlock, edgeBlock, ...blockVertices, blockFace, color, colorAlpha)pause(0.1)endend
在每次操纵的大循环中加入9次小循环，并显示9次就可以实现了。
中心块转动
但是，这个时候发现一个问题，在旋转过程中，魔方中心块不旋转，只有角块和棱块变化，主要原因是魔方各操作时，没有将中心块位置变化写出，导致变化过程不包含中心块，主要对function [blockIdx, axisBlock, concerBlock, edgeBlock] = operation(opt, blockIdx, axisBlock, concerBlock, edgeBlock) 前12种情况函数进行修改，如下：
function [blockIdx, axisBlock, cornerBlock, edgeBlock] = operation(opt, ...blockIdx, axisBlock, cornerBlock, edgeBlock)switch optcase 1 % FR = getRotateMatrix(1,0,0);for n = blockIdx.axisIdx(2)axisBlock{n}.RotateMatrix = axisBlock{n}.RotateMatrix*R;endfor n = blockIdx.cornerIdx([1,2,6,5])cornerBlock{n}.RotateMatrix = cornerBlock{n}.RotateMatrix*R;endfor n = blockIdx.edgeIdx([1,5,9,8])edgeBlock{n}.RotateMatrix = edgeBlock{n}.RotateMatrix*R;endblockIdx.cornerIdx([1,2,6,5]) = blockIdx.cornerIdx([2,6,5,1]) ;blockIdx.edgeIdx([1,5,9,8]) = blockIdx.edgeIdx([5,9,8,1]);case -1 % F'R = getRotateMatrix(-1,0,0);for n = blockIdx.axisIdx(2)axisBlock{n}.RotateMatrix = axisBlock{n}.RotateMatrix*R;endfor n = blockIdx.cornerIdx([1,2,6,5])cornerBlock{n}.RotateMatrix = cornerBlock{n}.RotateMatrix*R;endfor n = blockIdx.edgeIdx([1,5,9,8])edgeBlock{n}.RotateMatrix = edgeBlock{n}.RotateMatrix*R;endblockIdx.cornerIdx([1,2,6,5]) = blockIdx.cornerIdx([5,1,2,6]) ;blockIdx.edgeIdx([1,5,9,8]) = blockIdx.edgeIdx([8,1,5,9]);case 2 % RR = getRotateMatrix(0,1,0);for n = blockIdx.axisIdx(3)axisBlock{n}.RotateMatrix = axisBlock{n}.RotateMatrix*R;endfor n = blockIdx.cornerIdx([2,3,7,6])cornerBlock{n}.RotateMatrix = cornerBlock{n}.RotateMatrix*R;endfor n = blockIdx.edgeIdx([2,6,10,5])edgeBlock{n}.RotateMatrix = edgeBlock{n}.RotateMatrix*R;endblockIdx.cornerIdx([2,3,7,6]) = blockIdx.cornerIdx([3,7,6,2]) ;blockIdx.edgeIdx([2,6,10,5]) = blockIdx.edgeIdx([6,10,5,2]);case -2 % R'R = getRotateMatrix(0,-1,0);for n = blockIdx.axisIdx(3)axisBlock{n}.RotateMatrix = axisBlock{n}.RotateMatrix*R;endfor n = blockIdx.cornerIdx([2,3,7,6])cornerBlock{n}.RotateMatrix = cornerBlock{n}.RotateMatrix*R;endfor n = blockIdx.edgeIdx([2,6,10,5])edgeBlock{n}.RotateMatrix = edgeBlock{n}.RotateMatrix*R;endblockIdx.cornerIdx([2,3,7,6]) = blockIdx.cornerIdx([6,2,3,7]) ;blockIdx.edgeIdx([2,6,10,5]) = blockIdx.edgeIdx([5,2,6,10]);case 3 % UR = getRotateMatrix(0,0,1);for n = blockIdx.axisIdx(6)axisBlock{n}.RotateMatrix = axisBlock{n}.RotateMatrix*R;endfor n = blockIdx.cornerIdx([5,6,7,8])cornerBlock{n}.RotateMatrix = cornerBlock{n}.RotateMatrix*R;endfor n = blockIdx.edgeIdx([9,10,11,12])edgeBlock{n}.RotateMatrix = edgeBlock{n}.RotateMatrix*R;endblockIdx.cornerIdx([5,6,7,8]) = blockIdx.cornerIdx([6,7,8,5]) ;blockIdx.edgeIdx([9,10,11,12]) = blockIdx.edgeIdx([10,11,12,9]);case -3 % U'R = getRotateMatrix(0,0,-1);for n = blockIdx.axisIdx(6)axisBlock{n}.RotateMatrix = axisBlock{n}.RotateMatrix*R;endfor n = blockIdx.cornerIdx([5,6,7,8])cornerBlock{n}.RotateMatrix = cornerBlock{n}.RotateMatrix*R;endfor n = blockIdx.edgeIdx([9,10,11,12])edgeBlock{n}.RotateMatrix = edgeBlock{n}.RotateMatrix*R;endblockIdx.cornerIdx([5,6,7,8]) = blockIdx.cornerIdx([8,5,6,7]) ;blockIdx.edgeIdx([9,10,11,12]) = blockIdx.edgeIdx([12,9,10,11]);case 4 % BR = getRotateMatrix(-1,0,0);for n = blockIdx.axisIdx(4)axisBlock{n}.RotateMatrix = axisBlock{n}.RotateMatrix*R;endfor n = blockIdx.cornerIdx([3,4,8,7])cornerBlock{n}.RotateMatrix = cornerBlock{n}.RotateMatrix*R;endfor n = blockIdx.edgeIdx([3,7,11,6])edgeBlock{n}.RotateMatrix = edgeBlock{n}.RotateMatrix*R;endblockIdx.cornerIdx([3,4,8,7]) = blockIdx.cornerIdx([4,8,7,3]) ;blockIdx.edgeIdx([3,7,11,6]) = blockIdx.edgeIdx([7,11,6,3]);case -4 % B'R = getRotateMatrix(1,0,0);for n = blockIdx.axisIdx(4)axisBlock{n}.RotateMatrix = axisBlock{n}.RotateMatrix*R;endfor n = blockIdx.cornerIdx([3,4,8,7])cornerBlock{n}.RotateMatrix = cornerBlock{n}.RotateMatrix*R;endfor n = blockIdx.edgeIdx([3,7,11,6])edgeBlock{n}.RotateMatrix = edgeBlock{n}.RotateMatrix*R;endblockIdx.cornerIdx([3,4,8,7]) = blockIdx.cornerIdx([7,3,4,8]) ;blockIdx.edgeIdx([3,7,11,6]) = blockIdx.edgeIdx([6,3,7,11]);case 5 % LR = getRotateMatrix(0,-1,0);for n = blockIdx.axisIdx(5)axisBlock{n}.RotateMatrix = axisBlock{n}.RotateMatrix*R;endfor n = blockIdx.cornerIdx([1,5,8,4])cornerBlock{n}.RotateMatrix = cornerBlock{n}.RotateMatrix*R;endfor n = blockIdx.edgeIdx([4,8,12,7])edgeBlock{n}.RotateMatrix = edgeBlock{n}.RotateMatrix*R;endblockIdx.cornerIdx([1,5,8,4]) = blockIdx.cornerIdx([5,8,4,1]) ;blockIdx.edgeIdx([4,8,12,7]) = blockIdx.edgeIdx([8,12,7,4]);case -5 % L'R = getRotateMatrix(0,1,0);for n = blockIdx.axisIdx(5)axisBlock{n}.RotateMatrix = axisBlock{n}.RotateMatrix*R;endfor n = blockIdx.cornerIdx([1,5,8,4])cornerBlock{n}.RotateMatrix = cornerBlock{n}.RotateMatrix*R;endfor n = blockIdx.edgeIdx([4,8,12,7])edgeBlock{n}.RotateMatrix = edgeBlock{n}.RotateMatrix*R;endblockIdx.cornerIdx([1,5,8,4]) = blockIdx.cornerIdx([4,1,5,8]) ;blockIdx.edgeIdx([4,8,12,7]) = blockIdx.edgeIdx([7,4,8,12]);case 6 % DR = getRotateMatrix(0,0,-1);for n = blockIdx.axisIdx(1)axisBlock{n}.RotateMatrix = axisBlock{n}.RotateMatrix*R;endfor n = blockIdx.cornerIdx([1,2,3,4])cornerBlock{n}.RotateMatrix = cornerBlock{n}.RotateMatrix*R;endfor n = blockIdx.edgeIdx([1,2,3,4])edgeBlock{n}.RotateMatrix = edgeBlock{n}.RotateMatrix*R;endblockIdx.cornerIdx([1,2,3,4]) = blockIdx.cornerIdx([4,1,2,3]) ;blockIdx.edgeIdx([1,2,3,4]) = blockIdx.edgeIdx([4,1,2,3]);case -6 % D'R = getRotateMatrix(0,0,1);for n = blockIdx.axisIdx(1)axisBlock{n}.RotateMatrix = axisBlock{n}.RotateMatrix*R;endfor n = blockIdx.cornerIdx([1,2,3,4])cornerBlock{n}.RotateMatrix = cornerBlock{n}.RotateMatrix*R;endfor n = blockIdx.edgeIdx([1,2,3,4])edgeBlock{n}.RotateMatrix = edgeBlock{n}.RotateMatrix*R;endblockIdx.cornerIdx([1,2,3,4]) = blockIdx.cornerIdx([2,3,4,1]) ;blockIdx.edgeIdx([1,2,3,4]) = blockIdx.edgeIdx([2,3,4,1]);修改后执行便可以得到可以动态运动的魔方了。
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