小编给大家分享一下如何用Python代码实现旋转地球，希望大家阅读完这篇文章后大所收获，下面让我们一起去探讨方法吧！

用python实现旋转地球

素材

本文只讲最简单也是最常见的正侧面旋转地球。

首先你得有一张360度贴图，效果如下图。在网上搜一下，这种图很多，容易获得。

它的特点是高度恰好是宽度的一半，因为地球一周有360度，而从南极到北极只有180度。这种360度贴图，标明了每个经纬度上地球的表面效果。仔细观察会注意到，南北两极变形剧烈，而中间地带和我们经常见到的地图比较相似。

我们称它为经纬度贴图。

基本原理

旋转地球之所以看起来是旋转的，只是因为它上面显示的内容在变。其实起点只是一个圆。我们所做的，只是把经纬度贴图中的像素以合理的方式贴到圆上去。然后再把一帧帧图片连接为GIF动图即可。

贴图的方法是：

1、选择圆内的所有点。

2、计算每一点对应的经纬度。

3、从经纬度贴图上获取该经纬度对应的xy坐标

4、获取像素写入图片

5、制作GIF

计算过程是比较简单的球面几何，下面结合代码讲解。

1 获得圆内所有的点

这个比较简单

img=Image.new('RGBA',(300,300),'black')w=img.size[0]h=img.size[1]pxList=[]pyList=[]foriinrange(w):forjinrange(h):r=math.sqrt((i-w/2)**2+(j-h/2)**2)ifr<150:pxList.append(i)pyList.append(j)

2 计算经纬度

首先从平面坐标获得三维坐标

球面上的任意一点，有一个规律是x2 + y2 + z2 = 1

我们就用这个原理，可以获得圆内每个点的z值

根据x,y,z计算球面的经纬度

为了让计算速度尽量快一些，这里用numpy

defcalcSphereXY2XYZ(px,py,maxHeight,longOffset):v0x=np.array(px)v0y=np.array(py)v03=np.subtract(v0x,maxHeight)v04=np.subtract(v0y,maxHeight)v1x=np.true_divide(v03,maxHeight)v1y=np.true_divide(v04,maxHeight)v07=np.power(v1x,2)v08=np.power(v1y,2)v09=np.add(v07,v08)v0a=np.subtract(1,v09)v1z=np.power(v0a,1/2)#z#print('z:',max(v1z),min(v1z))v1lat=np.multiply(v1y,math.pi/2)#latv0lon=np.arctan2(v1z,-v1x)v1lon=np.add(v0lon,longOffset)#longv2lon=np.fmod(v1lon,math.pi*2)#longreturnv2lon,v1lat

3 获取经纬度对应的xy坐标

就是一个简单的坐标映射

defcalcShpereLatLong2XY(vlon,vlat,width,height):v3x0=np.multiply(vlon,width/2/math.pi)v3y0=np.multiply(vlat,height/math.pi)v3y1=np.add(v3y0,height/2)v3x2=v3x0.astype(np.integer)v3y2=v3y1.astype(np.integer)returnv3x2,v3y2

4 获得像素点，并写入图片

首先，载入经纬度贴图的素材并转为numpy格式

imgBack=Image.open('EARTH_small.bmp')width=imgBack.size[0]height=imgBack.size[1]imgBack=imgBack.convert('RGBA')arrayBack=np.array(imgBack)

注意转换后的XY是反的，取点并直接赋值即可

color=arrayBack[npy,npx]foriinrange(len(pxList)):x=pxList[i]y=pyList[i]cc=color[i]#print(cc)cc=tuple(cc)img.putpixel((x,y),cc)

5 GIF制作

使用的是imageio库

frames=[]foriinrange(0,360,10):a=-i*math.pi/180img=getPic(a)str1='temp%03d.png'%iimg.save(str1)im=imageio.imread(str1)frames.append(im)#img.show()imageio.mimsave('earth.gif',frames,'GIF',duration=0.25)

看完了这篇文章，相信你对如何用Python代码实现旋转地球有了一定的了解，想了解更多相关知识，欢迎关注亿速云行业资讯频道，感谢各位的阅读！