4种傅里叶变换波形可视化pythonpygame实现

　　1说明：
　　1。1代码来源：感谢原作者，并对代码进行修改，删除，注释。https：github。comVacantHuskyFouriervisualization
　　1。2直接上效果图：4种傅里叶波形（方波，锯齿波，半圆波，三角波）可视化效果。
　　1。3方波：
　　有功能调节的
　　1。4锯齿波：
　　1。5半圆波：
　　1。6三角波：
　　2代码：
　　2。1第1步：导入模块importpygame，math，time，random，osfrompygame。localsimportfromsysimportexit
　　2。2第2步：第2步：颜色初始化设定white（255，255，255）black（0，0，0）yellow（200，200，0）green（0，255，0）blue（0，0，255）red（255，0，0）圆圈的线条颜色，随机每次打开都不一样，来自于这里，你可以随意添加、删除colorlist〔blue，red，yellow，green，white〕
　　2。3第3步：第3步：参数设定窗口的宽和高WINDOWW1800WINDOWH1200onetime1时间流速（默认1）scale120缩放（默认120）FPS60帧率pointsize8点的大小startxy（300，int（WINDOWH2））圆的位置波形图参数bxy（600，startxy〔1〕）波形图原点坐标bscale1波形图缩放bcoloryellow波形图颜色blengthint（WINDOWW2）右侧波形图显示的长度，初始化500，可调节
　　2。4第4步：第4步：定义右侧波形函数defgetwave（name方波，maxi20）：从这里可以获得一些特定的波形：paramname：波形的名字：方波，锯齿波，半圆波，三角波：parammaxi：用多少个三角函数来拟合它：return：该波形的参数列表maximax（maxi，1）fourierlist〔〕ifname方波：Amax4math。piforiinrange（1，maxi）：fourierlist。append（〔Amax（2i1），2i1，0〕）elifname锯齿波：Amax1math。piforiinrange（1，maxi）：fourierlist。append（〔Amaxi，i，0〕）elifname半圆波：Amax8（math。pi2）foriinrange（1，maxi）：fourierlist。append（〔Amax（2i1）2，2i1，0〕）elifname三角波：Amax8（math。pi2）foriinrange（1，maxi）：fourierlist。append（〔Amax（（1）（i1））（2i1）2，2i1，0〕）else：raiseTypeError（未知的类型）returnfourierlist
　　2。5第5步：自己增加的第5步：终端输入需要查看波形print（请输入要查看的波形：方波，锯齿波，半圆波，三角波；请关闭窗口退出）ainput（本次输入后查看的波形是：）fourierlistgetwave（a）
　　2。6第6步：如果报错，就是这一步，字体需要自己提前弄好第6步：窗口初始化设定初始化pygamepygame。init（）os。environ〔SDLVIDEOWINDOWPOS〕d，d（10，40）创建一个窗口screenpygame。display。setmode（（WINDOWW，WINDOWH），pygame。DOUBLEBUF，32）pygame。display。setcaption（傅里叶变换可视化）显示中文字体，hwfs华文仿宋，可自行下载相关字体，放在根目录下fontpygame。font。Font（hwfs。ttf，40）字体变大后，注意上下行间距调整
　　2。7第7步：核心一，没动第7步：画圆函数classCircle（）：x，y0，0r0angle0anglev0color（0，0，0）初始化主圆的波形颜色fatherNonedefinit（self，r，anglev，angle，colorNone，fatherNone）：self。rrself。anglevanglevself。angleangleself。fatherfatherifcolorisNone：主圆的波形颜色，随机选择self。colorrandom。choice（colorlist）else：self。colorcolordefsetxy（self，xy）：self。x，self。yxydefgetxy（self）：return（self。x，self。y）defsetxybyangle（self）：self。xself。father。xself。rmath。cos（self。angle）scaleself。yself。father。yself。rmath。sin（self。angle）scaledefrun（self，steptime）：ifself。fatherisnotNone：self。angleself。anglevsteptimeself。setxybyangle（）defdraw（self，screen）：colorantuple（map（lambdax：x3，self。color））画圆pygame。draw。circle（screen，self。color，（int（self。x），int（self。y）），pointsize）画轨道ifself。fatherisnotNone：pygame。draw。circle（screen，coloran，（int（self。father。x），int（self。father。y）），max（int（self。rscale），1），1）pygame。draw。line（screen，self。color，（int（self。father。x），int（self。father。y）），（int（self。x），int（self。y）），1）
　　2。8第8步：第8步：圆内嵌套圆函数classBoxin（）：ys〔〕defaddpoint（self，y）：self。ys。append（y）iflen（self。ys）blength：self。ys。pop（0）defdraw（self，screen）：画一个圆pygame。draw。circle（screen，bcolor，（bxy〔0〕，int（bxy〔1〕self。ys〔1〕scale）），pointsize）bllen（self。ys）foriinrange（bl1）：pygame。draw。line（screen，bcolor，（bxy〔0〕int（（bli）bscale），int（bxy〔1〕self。ys〔i〕scale）），（bxy〔0〕int（（bli1）bscale），int（bxy〔1〕self。ys〔i1〕scale）），1）
　　2。9第9步：第9步：傅里叶圆的嵌套圆fourierlistsorted（fourierlist，keylambdax：x〔0〕，reverseTrue）supercircleCircle（0，0，0）supercircle。setxy（startxy）circlelist〔supercircle〕foriinrange（len（fourierlist））：pfourierlist〔i〕circlelist。append（Circle（p〔0〕，p〔1〕，p〔2〕，fathercirclelist〔i〕））bxBoxin（）clockpygame。time。Clock（）
　　2。10第10步：第10步：游戏主循环whileTrue：foreventinpygame。event。get（）：退出设置ifevent。typepygame。QUIT：exit（）键盘参数设置elifevent。typeKEYDOWN：空格键退出ifevent。keyKESCAPE：exit（）方位：，功能设定elifevent。keyKLEFTandonetime0。1：onetime0。9onetimemax（onetime，0。1）按方位键：，功能设定elifevent。keyKRIGHTandonetime10：onetime1。1按或者，功能设定elif（event。keyKEQUALSorevent。keyKPLUS）andscale800：scale1。1按，功能设定elifevent。keyKMINUSandscale0。001：scale0。9scalemax（scale，0。001）按字母l或L，功能设定elifevent。keyKlandbscale10：bscale1。1按字母k，功能设定elifevent。keyKkandbscale0。1：bscale0。9bscalemax（bscale，0。1）else：print（type（event。key），event。key）将背景图画上去screen。fill（black）运行fori，circleinenumerate（circlelist）：circle。run（onetimeFPS）circle。draw（screen）lastcirclecirclelist〔1〕pygame。draw。line（screen，lastcircle。color，（int（lastcircle。x），int（lastcircle。y）），（int（bxy〔0〕），int（lastcircle。y）），1）画波形bx。addpoint（（lastcircle。ybxy〔1〕）scale）bx。draw（screen）左上角画文字，注意字体变大后注意上下行间距调整textobjfont。render（可调节参数说明：，1，red）screen。blit（textobj，（10，10））textobjfont。render（键：加速减速，11，white）screen。blit（textobj，（10，55））textobjfont。render（键：放大缩小，1，white）screen。blit（textobj，（10，95））textobjfont。render（LK键：波形图放大缩小，1，white）screen。blit（textobj，（10，135））可变化的动态值textobjfont。render（注意变化后参数：，1，red）screen。blit（textobj，（int（WINDOWW2），10））textobjfont。render（时间速率：｛：。3f｝，放大比例：｛：。3f｝。format（onetime，scale），1，green）screen。blit（textobj，（int（WINDOWW2），55））textobjfont。render（波形图放大比例：｛：。3f｝。format（bscale），1，green）screen。blit（textobj，（int（WINDOWW2），95））textobjfont。render（FPS：｛｝。format（clock。getfps（）），1，green）screen。blit（textobj，（int（WINDOWW2），135））pygame。display。update（）timepassedclock。tick（FPS）
　　3傅里叶：
　　3。1傅里叶：
　　傅里叶画像
　　3。2（17681830），法国著名数学家、物理学家，1817年当选为科学院院士，1822年任该院终身秘书。
　　3。3傅里叶变换：他的主要成就。
　　可以参考外网的这篇文章，《傅里叶变换的意义和理解（通俗易懂）》。