python 爱心跳动3D粒子效果

### 实现带心率跳动感的3D粒子特效

为了创建一个具有心跳感的3D粒子系统，可以基于Pygame和Matplotlib库来构建。此项目不仅涉及二维平面上的心形路径绘制，还需要扩展到三维空间，并加入随时间变化而脉动的效果。

#### 1. 安装依赖包
首先安装所需的Python库：

pip install pygame matplotlib numpy

#### 2. 创建基础框架
定义主程序结构，在这里引入必要的模块并设置窗口参数：

import sys
import math
from random import randint, uniform
import pygame
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

pygame.init()
screen_width = 800
screen_height = 600
screen = pygame.display.set_mode((screen_width, screen_height))
clock = pygame.time.Clock()

def heart_3d(t):
    """计算给定角度下的3D心型坐标"""
    x = 16 * math.sin(t)**3
    y = -(13 * math.cos(t) - 5 * math.cos(2*t) - 2 * math.cos(3*t) - math.cos(4*t))
    z = t % (2*math.pi) / (2*math.pi)*10  # 添加Z轴维度使图形立体化
    return [x,y,z]

particles = []
for i in range(100):  
    particles.append({
        'pos':heart_3d(uniform(-math.pi, math.pi)),
        'vel':[uniform(-0.5, 0.5), uniform(-0.5, 0.5)],
        'life':randint(50, 200),
        'color':(randint(128, 255), randint(128, 255), randint(128, 255))
    })

#### 3. 更新逻辑与渲染循环
编写更新函数用于处理每一帧的数据刷新工作；同时通过`draw()`方法完成画面呈现：

running = True
while running:
    clock.tick(60)

    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            running = False
    
    # 清屏操作
    screen.fill((0, 0, 0))

    new_particles = []

    for particle in particles[:]:
        pos = particle['pos']
        
        # 让粒子沿z方向上下浮动形成“跳动”的视觉效果
        offset_z = abs(math.sin(pygame.time.get_ticks()/500)) * 2
        
        # 绘制单个粒子
        pygame.draw.circle(screen,
                           particle['color'],
                           ((pos[0]+offset_z+17)*20 + screen_width/2,
                            (-pos[1]-offset_z+14)*20 + screen_height/2),
                           2)
                           
        # 减少生命值直到消失
        particle['life'] -= 1
        if particle['life'] > 0:
            new_particles.append(particle)

    # 补充新的随机位置的粒子保持总数不变
    while len(new_particles)<len(particles):
        angle = uniform(-math.pi, math.pi)
        color=(randint(128, 255), randint(128, 255), randint(128, 255))
        life=randint(50, 200)
        position=heart_3d(angle)
        velocity=[uniform(-0.5, 0.5), uniform(-0.5, 0.5)]
        new_particles.append({'pos':position,'vel':velocity,'life':life,'color':color})
    
    particles=new_particles.copy()    

    pygame.display.flip()

pygame.quit()
sys.exit()

上述代码实现了带有心跳节奏波动特性的3D心形粒子系统[^1]。在这个例子中，利用了正弦波的形式让所有粒子沿着Z轴周期性地上升下降，从而营造出一种心脏搏动的感觉。