碗碗兒2954

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[交流] 簡單的MATLAB幾何建模問題已有2人參與

為了建立一系列隨機分布的小球，編寫程序如下，請懂的人幫忙看看，真是沒轍了！
k=1;
i=2:50;
m=1:49;
R(50)=ones;
V(50)=ones;
VSUM(50)=ones;
[X,Y,Z]=sphere(50);
R(1)=rand(1)/10;
V(1)=(4/3)*pi*R(1)^3;
originX=rand(1,50);
originY=rand(1,50);
originZ=rand(1,50);
surf(X*R(1)+originX(1),Y*R(1)+originY(1),Z*R(1)+originZ(1));
VSUM(1)=V(1);
for i=2:50
R(i)=rand(1)/10;
V(i)=(4/3)*pi*R(i)^3;
end
while (VSUM<v)
   for m=1:i-1
      A=R(i)+R(m);
      B=sqrt((originX(i)-originX(m))^2+(originY(i)-originY(m))^2+(originZ(i)-originZ(m))^2);
      if (A<B)
         k=k+1;
      end
      continue
   end
end
if (k==i)
   surf(X*R(i)+originX(i),Y*R(i)+originY(i),Z*R(i)+originZ(i));
   fprintf('The volume of the ith sphere is %12.5f\n',V(i));
   VSUM(i)=VSUM(i-1)+V(i);
   hold on
end
axis equal

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1樓 2016-01-27 11:09:48

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引用回帖:

4樓: Originally posted by 碗碗兒2954 at 2016-01-28 09:14:49
好心人您好，我看了您的程序是可行的，但是我想要通過比較第 i 個球和前面生成的 (i-1)的球半徑和與球心距離的大小來避免球體之間的重合，在總體積小于比如 v 的情況下，由于position只是任意的1*3數(shù)組，并不能存儲 ...

以下代碼應(yīng)該能實現(xiàn)樓主的要求。
算法不一定簡練，如
1）判斷任意球心距離與相應(yīng)球半徑和大小，可采用數(shù)組矢量計算避免循環(huán)；
2）比較總體積與設(shè)定體積大小，這里需要討論，有可能這次while循環(huán)中隨機生成的半徑較大，可以增加判定條件。
供樓主參考，

CODE:

function spheres

clear

clc

n = 1000;

v = 0.5; % 總體積

VSUM = 0; 

Position = zeros( n, 3 ); % 預(yù)設(shè)1000個圓球球心坐標(biāo)

R = zeros( n, 1 ); % 預(yù)設(shè)1000個圓球半徑

i = 1;

m = 1;

myflag = false;

while ( VSUM < v )

    m = m +1; % while 循環(huán)計數(shù)

    r = rand( 1 ) / 5; % 球半徑

    position = rand( 1, 3 );  % 球心坐標(biāo)

    for k = 1 : i % 判斷任意球心距離與相應(yīng)球半徑和大小

        D = sqrt( ( position(1) - Position( k, 1 ) ) ^ 2 + ( position(2) - Position( k, 2 ) ) ^ 2 + ( position(3) - Position( k, 3 ) ) ^ 2);

        Rr = r + R( k );

        if D < Rr % 如果任意兩球半徑和大于相應(yīng)的球心距離

            myflag = true; % 設(shè)定繼續(xù)尋下一個球半徑和球心的標(biāo)記

            break; % 跳出for循環(huán)

        end

    end

    if myflag == true

        myflag = false;

        continue % 進行下一輪while循環(huán)

    end

    Vtemp = VSUM + 4 * pi * r .^3 / 3;

    if Vtemp > v % 比較總體積與設(shè)定體積大小，這里需要討論（有可能這次while循環(huán)中隨機生成的半徑較大，可以設(shè)定條件）

        break

    end

    VSUM = VSUM + 4 * pi * r .^3 / 3;

    color_value = rand( 1, 3 ); % 顏色

    [ x, y, z ] = unitsphere;

    x =  r * x + position( 1 );

    y =  r * y + position( 2 );

    z =  r * z + position( 3 );

    h = surf( x, y, z);

    set( h, 'EdgeColor', 'none', ...

         'FaceColor', color_value  );

     hold on

     Position( i, : ) =  position; % 記錄球心坐標(biāo)

     R( i ) = r; % 記錄球半徑

     i = i + 1;

    if ( i > n ) || ( m > 10000) % 當(dāng)球數(shù)目達(dá)設(shè)定上限或while循環(huán)達(dá)到上限，退出while循環(huán)

        break

    end

end

axis equal

i

m

VSUM

function [ x, y, z ] = unitsphere

r = 1; % 單位圓

n = 20; 

theta = ( -n : 2 : n ) / n * pi;

phi = ( -n : 2 : n )' / n * pi / 2;

cosphi = cos( phi ); 

cosphi( 1 ) = 0; 

cosphi( n + 1 ) = 0;

sintheta = sin( theta ); 

sintheta( 1 ) = 0; 

sintheta( n + 1 ) = 0;

x = r * cosphi * cos( theta );

y = r * cosphi * sintheta;

z = r * sin( phi ) * ones( 1, n + 1 );

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碗碗兒2954

明德厚學(xué)、求是創(chuàng)新

5樓2016-01-28 12:06:46

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碗碗兒2954

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每次輸進去MATLAB就卡住了，難道是死循環(huán)了？

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2樓2016-01-27 11:10:51

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碗碗兒2954: 金幣+10 2016-01-28 09:35:50

簡單寫了下代碼，樓主參考參考。

CODE:

function spheres

n = 100;

r = rand( 1, n ) / 10;

for i = 1 : n

    color_value = rand( 1, 3 ); % 顏色

    position = rand( 1, 3 );  % 球心坐標(biāo)

     [ x, y, z ] = unitsphere;

     x =  r( i ) * x + position( 1 );

     y =  r( i ) * y + position( 2 );

     z =  r( i ) * z + position( 3 );

     h = surf( x, y, z);

     set( h, 'EdgeColor', 'none', ...

         'FaceColor', color_value  );

     hold on

end

axis equal

V = 4 * pi * r .^3 / 3;

VSUM = sum( V )

function [ x, y, z ] = unitsphere

r = 1; % 單位圓

n = 20; 

theta = ( -n : 2 : n ) / n * pi;

phi = ( -n : 2 : n )' / n * pi / 2;

cosphi = cos( phi ); 

cosphi( 1 ) = 0; 

cosphi( n + 1 ) = 0;

sintheta = sin( theta ); 

sintheta( 1 ) = 0; 

sintheta( n + 1 ) = 0;

x = r * cosphi * cos( theta );

y = r * cosphi * sintheta;

z = r * sin( phi ) * ones( 1, n + 1 );

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明德厚學(xué)、求是創(chuàng)新

3樓2016-01-27 16:41:01

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引用回帖:

3樓: Originally posted by xiegangmai at 2016-01-27 16:41:01
簡單寫了下代碼，樓主參考參考。

function spheres

n = 100;
r = rand( 1, n ) / 10;

for i = 1 : n
color_value = rand( 1, 3 ); % 顏色
position = rand( 1, 3 ); % 球心坐標(biāo)
= unit ...

好心人您好，我看了您的程序是可行的，但是我想要通過比較第 i 個球和前面生成的 (i-1)的球半徑和與球心距離的大小來避免球體之間的重合，在總體積小于比如 v 的情況下，由于position只是任意的1*3數(shù)組，并不能存儲第 i 個球體的位置信息？我想出的以下語句好像也有問題

while (VSUM<v)
   for m=1:i-1
      A=R(i)+R(m);
      B=sqrt((positionX(i)-positionX(m))^2+(positionY(i)-positionY(m))^2+(positionZ(i)-positionZ(m))^2);
      if (A<B)
         k=k+1;
      end
      continue
   end
end

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4樓2016-01-28 09:14:49

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