Python实现不规则图形填充的思路

巷口听风

发布时间：2026-10-13| 6人浏览过

原创

本文介绍利用Python和Matplotlib库绘制不规则图形并填充颜色的方法。核心思路基于“点动成线，线动成面”，通过密集绘制扇骨线条实现视觉上的面填充效果。文章详细解析了扇形框架的构建、扇骨的生成以及颜色填充的具体实现步骤，为处理复杂图形渲染提供参考。

核心思路与示例

核心思路源于几何直观：点的移动形成线，线的密集排列构成面。

以绘制并填充一个扇形图案为例进行说明。

绘制扇子图形

第一步：构建扇子图形。

首先需要解析图形的内部结构，确保能够通过代码准确还原其形态。只有清晰理解不规则图形的组成要素，后续填充操作才有依据。

首先绘制基础框架。


#调用的库
import math
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt


#画图的基础设置
fig = plt.figure(1)
ax = fig.add_subplot(111)
plt.axis('off')
plt.axis('equal')


#画框架线条

#画两条圆弧
theta = np.arange(0.5*np.pi,np.pi,0.01)
for i in range(3):
  x = i * np.cos(theta)
  y = i * np.sin(theta)
  ax.plot(x,y,color='black',linewidth=0.7)
#画两条主扇骨
z = np.arange(0,2,0.01)
ax.plot(z * math.cos(math.pi/2), z * math.sin(math.pi/2), color='black',linewidth=0.7)
ax.plot(z * math.cos(math.pi), z * math.sin(math.pi), color='black',linewidth=0.7)

具体效果如图所示。

接着添加扇子的细节部分。


#画10根扇骨
z = np.arange(0,1,0.01)
for i in range(11):
  ax.plot(z * math.cos(math.pi/2+i/10*math.pi/2), z * math.sin(math.pi/2+i/10*math.pi/2), color='black',linewidth=0.7)
#扇面分割为20小份
z = np.arange(1,2,0.01)
for i in range(0,21):
  ax.plot(z * math.cos(math.pi/2+i/20*math.pi/2), z * math.sin(math.pi/2+i/20*math.pi/2), color='black',linewidth=0.7)

由此得到初始的“素扇子”图形。

至此，扇子的数据结构已明确：扇面部分对应1/4圆的区域，而扇骨部分则利用np.arange()函数，将步长设定为0.01以生成半径线段，再结合角度的正弦和余弦变化构建出所有扇骨，从而完成整个扇子的绘制。

填充扇子颜色

第二步：填充扇子颜色。

填充策略是：当相邻两根扇骨之间的间距足够小，小到肉眼难以区分时，使用不同颜色的扇骨密集铺满扇面区域，即可在视觉上实现颜色的填充效果。


#涂颜色
#选取一个涂色卡
color = ['#cde8f3','#91cfc9','#6bb3c0','#4198b9','#1e5670',
    '#2d4e76','#99bcdd','#c4e5ef','#f3fafa','#bbabd0',
    '#a16e8a','#643f5a','#cfbeb7','#f1ead7','#e99a9a',
    '#e67b79','#f7cece','#eec9bc','#e1f1ea','#91c7c2']

#点动成线
z = np.arange(1.005, 2, 0.01)#边缘修正0.005，露出扇子轮廓

#线动成面
I = np.arange(0,20,0.01)
for i in I:
  ax.plot(z * math.cos(math.pi/2+i/20*math.pi/2), z * math.sin(math.pi/2+i/20*math.pi/2), color=color[int(i)],linewidth=0.7,alpha=0.5)

填充过程如图所示。