The algorithm for generating a figure using the example of a Christmas tree

Introduction

This example presents an algorithm for generating a fractal structure using stochastic point distribution and visualization using the example of a Christmas tree.

We will attach the necessary libraries. We use the CairoMakie library as a graphical framework.

import Pkg 
neededLibs = ["Random" ,"LinearAlgebra", "Colors", "FreeTypeAbstraction", "CairoMakie"]

for lib in neededLibs
    try
        eval(Meta.parse("using $lib"))
    catch ex
        Pkg.add(lib)
        eval(Meta.parse("using $lib"))
    end
end

import CairoMakie as CM

Let's define the shape parameters.

CM.set_theme!()
Random.seed!(123)
количество_точек = 6^5
количество_украшений = 50
типы_украшений = rand(1:6, количество_украшений)
индексы_украшений = randperm(количество_точек)[1:количество_украшений]

случайное_число() = rand(количество_точек)
углы = случайное_число() .* 2π
высоты = случайное_число()
радиусы = 0.4 .* (1 .- высоты)
плотность = случайное_число()
координаты_x = радиусы .* cos.(углы)
координаты_y = радиусы .* sin.(углы)

цвета_украшений = [
    CM.RGBf(1, 0, 0),
    CM.RGBf(1, 1, 0),
    CM.RGBf(1, 0, 1),
    CM.RGBf(0, 0, 1),
    CM.RGBf(0.5, 0.5, 0.5),
    CM.RGBf(0, 1, 1)
]
маркеры_украшений = [:circle, :star5, :diamond, :utriangle, :hexagon, :cross]

6-element Vector{Symbol}:
 :circle
 :star5
 :diamond
 :utriangle
 :hexagon
 :cross

Let's display a figure in the form of a Christmas tree.

ёлка = CM.Figure(backgroundcolor=CM.RGBf(0, 0, 0), size=(500, 500))
ось = CM.Axis3(ёлка[1, 1], aspect=:data, viewmode=:stretch, limits=(-0.6, 0.6, -0.6, 0.6, -0.15, 1.1), azimuth=0.0, elevation=0.0, title="")
CM.hidedecorations!(ось)
CM.hidespines!(ось)
цвета_ёлки = [CM.RGBAf(0, плотность[i]*радиусы[i]^0.45, 0, 0.97) for i in 1:количество_точек]
CM.scatter!(ось, координаты_x .* плотность, координаты_y .* плотность, высоты,
    color=цвета_ёлки,
    markersize=5,
    marker=:circle)

for i in 1:6
    индексы = индексы_украшений[типы_украшений .== i]
    if !isempty(индексы)
        CM.scatter!(ось, координаты_x[индексы], координаты_y[индексы], высоты[индексы], color=цвета_украшений[i], markersize=15, marker=маркеры_украшений[i], strokewidth=2, strokecolor=:white)
    end
end

CM.scatter!(ось, [0], [0], [1.05], color=CM.RGBf(1, 0, 0), markersize=35, marker=:star5, strokewidth=3, strokecolor=CM.RGBf(1, 1, 0.5))

количество_точек_ствола = 350
координаты_ствола_x = Float64[]
координаты_ствола_y = Float64[]
координаты_ствола_z = Float64[]

радиус_ствола = 0.025
for i in 1:количество_точек_ствола
    z = -0.1 + rand() * 0.12
    θ = rand() * 2π
    r = радиус_ствола * (0.7 + 0.6 * rand())
    push!(координаты_ствола_x, r * cos(θ))
    push!(координаты_ствола_y, r * sin(θ))
    push!(координаты_ствола_z, z)
end

CM.scatter!(ось, координаты_ствола_x, координаты_ствола_y, координаты_ствола_z,
    color=CM.RGBf(0.4, 0.25, 0.1),
    markersize=10,
    marker=:circle)

количество_снежинок = 250
координаты_снежинок_x = Float64[]
координаты_снежинок_y = Float64[]
координаты_снежинок_z = Float64[]
размеры_снежинок = Float64[]

for i in 1:количество_снежинок
    push!(координаты_снежинок_x, -1.0 + rand() * 2.0)
    push!(координаты_снежинок_y, -1.0 + rand() * 2.0)
    push!(координаты_снежинок_z, -0.2 + rand() * 1.4)
    push!(размеры_снежинок, 3 + rand() * 8)
end

цвета_снежинок = [CM.RGBAf(1, 1, 1, 0.8) for _ in 1:количество_снежинок]
CM.scatter!(ось, координаты_снежинок_x, координаты_снежинок_y, координаты_снежинок_z,
    color=цвета_снежинок,
    markersize=размеры_снежинок,
    marker=:circle)

CM.display(ёлка)

CairoMakie.Screen{IMAGE}

Conclusion

As a result of the script execution, an image of a Christmas tree with decorations surrounded by snow flakes appears. In this way, you can make sure that graphic design can be done not only using specialized software, but also by creating scripts in Engee.