MATLAB | prim算法迷宫生成及其艺术渲染
最近比较忙更新频率也慢了下来，今天带来一个比较有趣的可视化，基于prim算法的迷宫生成并用距离生成图片：
我通过各种向量化编程编写了一个迷宫生成函数，由于代码不是很短因此放在最后面展示代码，以下展示如果将最前面的参数进行改变会有啥效果。
代码使用
迷宫生成
迷宫生成就是用的非常简单的prim算法，大体就是不断的在已经开过门的房间四周随机选择紧挨着的房间，直到所有房间被开过。我的代码编写是专门弄了五个矩阵，一个存已经到过的房间，另外四个分别存上下左右打开过的围墙。
如果代码最前面的基础信息设置为:
% 地图基础信息设置
mazeSize=[30,30];
SPos=[2,5];
showMap=true;
showSurf=false;
就意味着绘制30x30个房间，从第二行第五个房间开始开门，展示迷宫但是不展示距离映射。
当然设置其他大小和其他起点也可以：
映射图
将到起点的距离映射为颜色，只需要将前面的showSurf更改为true:
% 地图基础信息设置
mazeSize=[30,30];
SPos=[2,5];
showMap=true;
showSurf=true;
当然如果设置的地图较大，建议将showMap设置为false，不然绘制的太慢了：
mazeSize=[200,200];
SPos=[50,50];
showMap=false;
showSurf=true;
当然如果把74多行的colormap改成其他颜色，比如pink、bone、turbo、colorcube：
当然colormap可以自己设置的更复杂：
% 自定义色带
if 1
Cmap=[89,214,179
140,181,195
177,156,206
241,189,239
215,193,244
178,199,253
140,189,234
145,166,229
106,85,202]./255;
Ci=1:size(Cmap,1);Cq=linspace(1,size(Cmap,1),300);
Cmap=[interp1(Ci,Cmap(:,1),Cq,'linear')',...interp1(Ci,Cmap(:,2),Cq,'linear')',...interp1(Ci,Cmap(:,3),Cq,'linear')'];
colormap(Cmap)
end
多起点
值得一提的是，多个起点也是支持的！！
% 地图基础信息设置
mazeSize=[30,30];
SPos=[2,5;20,15];
showMap=true;
showSurf=true;
依旧可以设置颜色和更大的地图：
当然不建议将大小设置为300x300以上,？？？什么玩意这么香？？？？嗷原来是我的电脑！！
完整代码
function primMaze
% @author : slandarer
% gzh : slandarer随笔
% zh : 已由hikari更名slandarer% 地图基础信息设置
mazeSize=[50,50];
SPos=[2,5];
showMap=true;
showSurf=true;% 初始化可达迷宫及上下左右围墙矩阵
mazeMat=ones(mazeSize);
mazeMat(sub2ind(mazeSize,SPos(:,1),SPos(:,2)))=0;
zerosMat=zeros(mazeSize);
disMat=zeros(mazeSize);
[UMat,DMat,LMat,RMat]=...deal(ones(mazeSize),ones(mazeSize),ones(mazeSize),ones(mazeSize));if showMapwallHdl=drawMap(UMat,DMat,LMat,RMat);
endwhile any(any(mazeMat))% 找到全部已经走到过且周围至少有一个门的房间UMazeMat=zerosMat;UMazeMat(2:end,:)=mazeMat(1:end-1,:);DMazeMat=zerosMat;DMazeMat(1:end-1,:)=mazeMat(2:end,:);LMazeMat=zerosMat;LMazeMat(:,2:end)=mazeMat(:,1:end-1);RMazeMat=zerosMat;RMazeMat(:,1:end-1)=mazeMat(:,2:end);maze4Mat=UMazeMat+DMazeMat+LMazeMat+RMazeMat;[acRow,acCol]=find(mazeMat==0&maze4Mat>0);% 随机选择一个当前已经走到过的房间tempInd=randi(size(acRow,1),[1,1]);tempRow=acRow(tempInd);tempCol=acCol(tempInd);% 删掉地图外房间位置和不可达房间位置nextPos=[tempRow,tempCol]+[-1,0;1,0;0,-1;0,1];nextPos(nextPos(:,1)<1,:)=[];nextPos(nextPos(:,2)<1,:)=[];nextPos(nextPos(:,1)>mazeSize(1),:)=[];nextPos(nextPos(:,2)>mazeSize(2),:)=[];nextBool=mazeMat(sub2ind(mazeSize,nextPos(:,1),nextPos(:,2)))>0;nextPos=nextPos(nextBool,:);% 随机选择下一个房间nextInd=randi(size(nextPos,1),[1,1]);nextRow=nextPos(nextInd,1);nextCol=nextPos(nextInd,2);mazeMat(nextRow,nextCol)=0;disMat(nextRow,nextCol)=disMat(tempRow,tempCol)+1;% 打破墙壁switch truecase isequal([nextRow,nextCol]-[tempRow,tempCol],[-1,0])UMat(tempRow,tempCol)=0;DMat(nextRow,nextCol)=0;case isequal([nextRow,nextCol]-[tempRow,tempCol],[1,0])DMat(tempRow,tempCol)=0;UMat(nextRow,nextCol)=0;case isequal([nextRow,nextCol]-[tempRow,tempCol],[0,-1])LMat(tempRow,tempCol)=0;RMat(nextRow,nextCol)=0;case isequal([nextRow,nextCol]-[tempRow,tempCol],[0,1])RMat(tempRow,tempCol)=0;LMat(nextRow,nextCol)=0;end% 用来显示地迷宫的代码if showMaprefreshMap(wallHdl,UMat,DMat,LMat,RMat)drawnowend
end
% =========================================================================
% 绘制颜色映射图
if showSurf
sax=gca;hold on
[sM,sN]=size(UMat);
sax.XLim=[0,sN]+.5;
sax.YLim=[0,sM]+.5;
sax.DataAspectRatio=[1,1,1];
surf(flipud(disMat),'EdgeColor','none')
colormap(pink)% 自定义色带
if 0
Cmap=[89,214,179
140,181,195
177,156,206
241,189,239
215,193,244
178,199,253
140,189,234
145,166,229
106,85,202]./255;
Ci=1:size(Cmap,1);Cq=linspace(1,size(Cmap,1),300);
Cmap=[interp1(Ci,Cmap(:,1),Cq,'linear')',...interp1(Ci,Cmap(:,2),Cq,'linear')',...interp1(Ci,Cmap(:,3),Cq,'linear')'];
colormap(Cmap)
end
end
% =========================================================================
% CODE: test drawMap
% UMat(2,3)=0;
% DMat(1,3)=0;
% drawMap(UMat,DMat,LMat,RMat)function wallHdl=drawMap(UMat,DMat,LMat,RMat)ax=gca;hold on[M,N]=size(UMat);ax.XLim=[0,N]+.5;ax.YLim=[0,M]+.5;ax.DataAspectRatio=[1,1,1];% 绘制上方围墙[Y,X]=find(UMat);Y=M+1-Y;X=[X.'+[.5;-.5];nan.*(ones(1,length(X)))];Y=[Y.'+[.5;.5];nan.*(ones(1,length(Y)))];wallHdl{1}=plot(X(:),Y(:),'LineWidth',1,'Color','k');% 绘制下方围墙[Y,X]=find(DMat);Y=M+1-Y;X=[X.'+[.5;-.5];nan.*(ones(1,length(X)))];Y=[Y.'+[-.5;-.5];nan.*(ones(1,length(Y)))];wallHdl{2}=plot(X(:),Y(:),'LineWidth',1,'Color','k');% 绘制左侧围墙[Y,X]=find(LMat);Y=M+1-Y;X=[X.'+[-.5;-.5];nan.*(ones(1,length(X)))];Y=[Y.'+[.5;-.5];nan.*(ones(1,length(Y)))];wallHdl{3}=plot(X(:),Y(:),'LineWidth',1,'Color','k');% 绘制右侧围墙[Y,X]=find(RMat);Y=M+1-Y;X=[X.'+[.5;.5];nan.*(ones(1,length(X)))];Y=[Y.'+[.5;-.5];nan.*(ones(1,length(Y)))];wallHdl{4}=plot(X(:),Y(:),'LineWidth',1,'Color','k');end
% -------------------------------------------------------------------------function refreshMap(wallHdl,UMat,DMat,LMat,RMat)[M,~]=size(UMat);% 绘制上方围墙[Y,X]=find(UMat);Y=M+1-Y;X=[X.'+[.5;-.5];nan.*(ones(1,length(X)))];Y=[Y.'+[.5;.5];nan.*(ones(1,length(Y)))];wallHdl{1}.XData=X(:);wallHdl{1}.YData=Y(:);% 绘制下方围墙[Y,X]=find(DMat);Y=M+1-Y;X=[X.'+[.5;-.5];nan.*(ones(1,length(X)))];Y=[Y.'+[-.5;-.5];nan.*(ones(1,length(Y)))];wallHdl{2}.XData=X(:);wallHdl{2}.YData=Y(:);% 绘制左侧围墙[Y,X]=find(LMat);Y=M+1-Y;X=[X.'+[-.5;-.5];nan.*(ones(1,length(X)))];Y=[Y.'+[.5;-.5];nan.*(ones(1,length(Y)))];wallHdl{3}.XData=X(:);wallHdl{3}.YData=Y(:);% 绘制右侧围墙[Y,X]=find(RMat);Y=M+1-Y;X=[X.'+[.5;.5];nan.*(ones(1,length(X)))];Y=[Y.'+[.5;-.5];nan.*(ones(1,length(Y)))];wallHdl{4}.XData=X(:);wallHdl{4}.YData=Y(:);end
end
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