MATLAB中的xkcd样式图
所以才华横溢的人们已经想出了如何在Mathematica，LaTeX，Python和R中制作xkcd样式图。
如何使用MATLAB来产生一个看起来像上面的情节？
我所尝试过的
我制作了假发线条，但我无法摆脱假发。 我想到的唯一解决方案是用滑动线覆盖它们，但我希望能够改变实际的轴。 我也无法使幽默字体工作，使用的代码是：
annotation('textbox',[left+left/8 top+0.65*top 0.05525 0.065],...
'String',{'EMBARRASSMENT'},...
'FontSize',24,...
'FontName','Humor',...
'FitBoxToText','off',...
'LineStyle','none');
对于摆动线，我尝试添加一个小的随机噪音和平滑：
smooth(0.05*randn(size(x)),10)
但是当他们相交时，我无法让他们周围出现白色背景......
我看到了两种解决方法：第一种方法是在绘图要素的x / y坐标上添加一些抖动。 这有一个好处，你可以很容易地修改一个图，但如果你想让它们xkcdyfied，你必须自己绘制坐标轴（请参阅@Rody Oldenhuis的解决方案）。 第二种方法是创建一个非紧张的情节，并使用imtransform对图像应用随机失真。 这有一个好处，你可以在任何情节中使用它，但你最终会得到一个图像，而不是一个可编辑的情节。
我将首先展示＃2，并且我会在下面的＃1中尝试（如果你更喜欢＃1，请看Rody的解决方案！）。
该解决方案依赖于两个关键功能：文件交换中的EXPORT_FIG以获取反锯齿截图，并通过IMTRANSFORM进行转换。
%# define plot data
x = 1:0.1:10;
y1 = sin(x).*exp(-x/3) + 3;
y2 = 3*exp(-(x-7).^2/2) + 1;
%# plot
fh = figure('color','w');
hold on
plot(x,y1,'b','lineWidth',3);
plot(x,y2,'w','lineWidth',7);
plot(x,y2,'r','lineWidth',3);
xlim([0.95 10])
ylim([0 5])
set(gca,'fontName','Comic Sans MS','fontSize',18,'lineWidth',3,'box','off')
%# add an annotation
annotation(fh,'textarrow',[0.4 0.55],[0.8 0.65],...
'string',sprintf('text%shere',char(10)),'headStyle','none','lineWidth',1.5,...
'fontName','Comic Sans MS','fontSize',14,'verticalAlignment','middle','horizontalAlignment','left')
%# capture with export_fig
im = export_fig('-nocrop',fh);
%# add a bit of border to avoid black edges
im = padarray(im,[15 15 0],255);
%# make distortion grid
sfc = size(im);
[yy,xx]=ndgrid(1:7:sfc(1),1:7:sfc(2));
pts = [xx(:),yy(:)];
tf = cp2tform(pts+randn(size(pts)),pts,'lwm',12);
w = warning;
warning off images:inv_lwm:cannotEvaluateTransfAtSomeOutputLocations
imt = imtransform(im,tf);
warning(w)
%# remove padding
imt = imt(16:end-15,16:end-15,:);
figure('color','w')
imshow(imt)
这是我最初的抖动尝试
%# define plot data
x = 1:0.1:10;
y1 = sin(x).*exp(-x/3) + 3;
y2 = 3*exp(-(x-7).^2/2) + 1;
%# jitter
x = x+randn(size(x))*0.01;
y1 = y1+randn(size(x))*0.01;
y2 = y2+randn(size(x))*0.01;
%# plot
figure('color','w')
hold on
plot(x,y1,'b','lineWidth',3);
plot(x,y2,'w','lineWidth',7);
plot(x,y2,'r','lineWidth',3);
xlim([0.95 10])
ylim([0 5])
set(gca,'fontName','Comic Sans MS','fontSize',18,'lineWidth',3,'box','off')
我不想重新实现所有各种绘图功能，而是想创建一个通用工具，将任何现有的绘图转换为xkcd样式的绘图。
这种方法意味着您可以使用标准的MATLAB函数创建绘图和样式，然后当您完成后，您可以在保留绘图的整体风格的同时以xkcd样式重新绘制绘图。
例子
情节
酒吧和剧情
箱形图
怎么运行的
该函数通过迭代轴的子元素来工作。 如果孩子是line或patch它会稍微扭曲它们。 如果孩子是hggroup类型的，那么它hggroup的子孩子进行hggroup 。 我有计划支持其他绘图类型，比如image ，但不清楚什么是扭曲图像以获得xkcd风格的最佳方式。
最后，为了确保扭曲看起来均匀（即短线不会超过长线），我测量线长度（以像素为单位），然后向上取样与其长度成比例。 然后给每个第N个样本添加噪声，以产生或多或少具有相同失真量的线。
代码
我不会粘贴数百行代码，而只会链接到源代码的要点。 另外，源代码和生成上述示例的代码可以免费获得GitHub。
从示例中可以看出，尽管我计划尽快实施最佳方式，但仍未扭曲坐标轴本身。
第一步...找到您喜欢的系统字体（使用函数listfonts查看可用的内容）或安装一个与xkcd中的手写风格相匹配的字体。 我在这篇博文中提到了用户ch00f中的“Humor Sans”TrueType字体，并将其用于我的后续示例。
正如我所看到的，通常需要三种不同的修改图形对象来制作这些图形：轴对象，线对象和文本对象。 您可能还需要一个注释对象来使事情变得更简单，但是现在我已经接受了这一点，因为它可能比上述三个对象更难以实现。
我创建了创建这三个对象的包装函数，覆盖了某些属性设置，使它们更像xkcd。 一个限制是它们产生的新图形在某些情况下不会被更新（比如调整轴的大小时文本对象上的边界框），但是这可以用更完整的面向对象的实现来解决，该实现涉及从句柄类，使用事件和监听器等。现在，这里是我更简单的实现：
xkcd_axes.m：
function hAxes = xkcd_axes(xkcdOptions, varargin)
hAxes = axes(varargin{:}, 'NextPlot', 'add', 'Visible', 'off', ...
'XLimMode', 'manual', 'YLimMode', 'manual');
axesUnits = get(hAxes, 'Units');
set(hAxes, 'Units', 'pixels');
axesPos = get(hAxes, 'Position');
set(hAxes, 'Units', axesUnits);
xPoints = round(axesPos(3)/10);
yPoints = round(axesPos(4)/10);
limits = [xlim(hAxes) ylim(hAxes)];
ranges = [abs(limits(2) - limits(1)) abs(limits(4) - limits(3))];
backColor = get(get(hAxes, 'Parent'), 'Color');
xColor = get(hAxes, 'XColor');
yColor = get(hAxes, 'YColor');
line('Parent', hAxes, 'Color', xColor, 'LineWidth', 3, ...
'Clipping', 'off', ...
'XData', linspace(limits(1), limits(2), xPoints), ...
'YData', limits(3) + rand(1, xPoints).*0.005.*ranges(2));
line('Parent', hAxes, 'Color', yColor, 'LineWidth', 3, ...
'Clipping', 'off', ...
'YData', linspace(limits(3), limits(4), yPoints), ...
'XData', limits(1) + rand(1, yPoints).*0.005.*ranges(1));
xTicks = get(hAxes, 'XTick');
if ~isempty(xTicks)
yOffset = limits(3) - 0.05.*ranges(2);
tickIndex = true(size(xTicks));
if ismember('left', xkcdOptions)
tickIndex(1) = false;
xkcd_arrow('left', [limits(1) + 0.02.*ranges(1) xTicks(1)], ...
yOffset, xColor);
end
if ismember('right', xkcdOptions)
tickIndex(end) = false;
xkcd_arrow('right', [xTicks(end) limits(2) - 0.02.*ranges(1)], ...
yOffset, xColor);
end
plot([1; 1]*xTicks(tickIndex), ...
0.5.*[-yOffset; yOffset]*ones(1, sum(tickIndex)), ...
'Parent', hAxes, 'Color', xColor, 'LineWidth', 3, ...
'Clipping', 'off');
xLabels = cellstr(get(hAxes, 'XTickLabel'));
for iLabel = 1:numel(xLabels)
xkcd_text(xTicks(iLabel), yOffset, xLabels{iLabel}, ...
'HorizontalAlignment', 'center', ...
'VerticalAlignment', 'middle', ...
'BackgroundColor', backColor);
end
end
yTicks = get(hAxes, 'YTick');
if ~isempty(yTicks)
xOffset = limits(1) - 0.05.*ranges(1);
tickIndex = true(size(yTicks));
if ismember('down', xkcdOptions)
tickIndex(1) = false;
xkcd_arrow('down', xOffset, ...
[limits(3) + 0.02.*ranges(2) yTicks(1)], yColor);
end
if ismember('up', xkcdOptions)
tickIndex(end) = false;
xkcd_arrow('up', xOffset, ...
[yTicks(end) limits(4) - 0.02.*ranges(2)], yColor);
end
plot(0.5.*[-xOffset; xOffset]*ones(1, sum(tickIndex)), ...
[1; 1]*yTicks(tickIndex), ...
'Parent', hAxes, 'Color', yColor, 'LineWidth', 3, ...
'Clipping', 'off');
yLabels = cellstr(get(hAxes, 'YTickLabel'));
for iLabel = 1:numel(yLabels)
xkcd_text(xOffset, yTicks(iLabel), yLabels{iLabel}, ...
'HorizontalAlignment', 'right', ...
'VerticalAlignment', 'middle', ...
'BackgroundColor', backColor);
end
end
function xkcd_arrow(arrowType, xArrow, yArrow, arrowColor)
if ismember(arrowType, {'left', 'right'})
xLine = linspace(xArrow(1), xArrow(2), 10);
yLine = yArrow + rand(1, 10).*0.003.*ranges(2);
arrowScale = 0.05.*ranges(1);
if strcmp(arrowType, 'left')
xArrow = xLine(1) + arrowScale.*[0 0.5 1 1 1 0.5];
yArrow = yLine(1) + arrowScale.*[0 0.125 0.25 0 -0.25 -0.125];
else
xArrow = xLine(end) - arrowScale.*[0 0.5 1 1 1 0.5];
yArrow = yLine(end) + arrowScale.*[0 -0.125 -0.25 0 0.25 0.125];
end
else
xLine = xArrow + rand(1, 10).*0.003.*ranges(1);
yLine = linspace(yArrow(1), yArrow(2), 10);
arrowScale = 0.05.*ranges(2);
if strcmp(arrowType, 'down')
xArrow = xLine(1) + arrowScale.*[0 0.125 0.25 0 -0.25 -0.125];
yArrow = yLine(1) + arrowScale.*[0 0.5 1 1 1 0.5];
else
xArrow = xLine(end) + arrowScale.*[0 -0.125 -0.25 0 0.25 0.125];
yArrow = yLine(end) - arrowScale.*[0 0.5 1 1 1 0.5];
end
end
line('Parent', hAxes, 'Color', arrowColor, 'LineWidth', 3, ...
'Clipping', 'off', 'XData', xLine, 'YData', yLine);
patch('Parent', hAxes, 'FaceColor', arrowColor, ...
'EdgeColor', arrowColor, 'LineWidth', 2, 'Clipping', 'off', ...
'XData', xArrow + [0 rand(1, 5).*0.002.*ranges(1)], ...
'YData', yArrow + [0 rand(1, 5).*0.002.*ranges(2)]);
end
end
xkcd_text.m：
function hText = xkcd_text(varargin)
hText = text(varargin{:});
set(hText, 'FontName', 'Humor Sans', 'FontSize', 13, ...
'FontWeight', 'normal');
backColor = get(hText, 'BackgroundColor');
edgeColor = get(hText, 'EdgeColor');
if ~strcmp(backColor, 'none') || ~strcmp(edgeColor, 'none')
hParent = get(hText, 'Parent');
extent = get(hText, 'Extent');
nLines = size(get(hText, 'String'), 1);
extent = extent + [-0.5 -0.5 1 1].*0.25.*extent(4)./nLines;
yPoints = 5*nLines;
xPoints = round(yPoints*extent(3)/extent(4));
noiseScale = 0.05*extent(4)/nLines;
set(hText, 'BackgroundColor', 'none', 'EdgeColor', 'none');
xBox = [linspace(extent(1), extent(1) + extent(3), xPoints) ...
extent(1) + extent(3) + noiseScale.*rand(1, yPoints) ...
linspace(extent(1) + extent(3), extent(1), xPoints) ...
extent(1) + noiseScale.*rand(1, yPoints)];
yBox = [extent(2) + noiseScale.*rand(1, xPoints) ...
linspace(extent(2), extent(2) + extent(4), yPoints) ...
extent(2) + extent(4) + noiseScale.*rand(1, xPoints) ...
linspace(extent(2) + extent(4), extent(2), yPoints)];
patch('Parent', hParent, 'FaceColor', backColor, ...
'EdgeColor', edgeColor, 'LineWidth', 2, 'Clipping', 'off', ...
'XData', xBox, 'YData', yBox);
hKids = get(hParent, 'Children');
set(hParent, 'Children', [hText; hKids(hKids ~= hText)]);
end
end
xkcd_line.m：
function hLine = xkcd_line(xData, yData, varargin)
yData = yData + 0.01.*max(range(xData), range(yData)).*rand(size(yData));
line(xData, yData, varargin{:}, 'Color', 'w', 'LineWidth', 8);
hLine = line(xData, yData, varargin{:}, 'LineWidth', 3);
end
这里有一个示例脚本，用它们来重新创建上面的漫画。 我通过使用ginput来重新ginput线条，用ginput标记图中的点，捕捉它们，然后绘制它们如何我想要的：
xS = [0.0359 0.0709 0.1004 0.1225 0.1501 0.1759 0.2219 0.2477 0.2974 0.3269 0.3582 0.3895 0.4061 0.4337 0.4558 0.4797 0.5074 0.5276 0.5589 0.5810 0.6013 0.6179 0.6271 0.6344 0.6381 0.6418 0.6529 0.6713 0.6842 0.6934 0.7026 0.7118 0.7265 0.7376 0.7560 0.7726 0.7836 0.7965 0.8149 0.8370 0.8573 0.8867 0.9033 0.9346 0.9659 0.9843 0.9936];
yS = [0.2493 0.2520 0.2548 0.2548 0.2602 0.2629 0.2629 0.2657 0.2793 0.2657 0.2575 0.2575 0.2602 0.2629 0.2657 0.2766 0.2793 0.2875 0.3202 0.3856 0.4619 0.5490 0.6771 0.7670 0.7970 0.8270 0.8433 0.8433 0.8243 0.7180 0.6199 0.5272 0.4510 0.4128 0.3392 0.2711 0.2275 0.1757 0.1485 0.1131 0.1022 0.0858 0.0858 0.1022 0.1267 0.1567 0.1594];
xF = [0.0304 0.0488 0.0727 0.0967 0.1335 0.1630 0.2090 0.2348 0.2698 0.3011 0.3269 0.3545 0.3803 0.4153 0.4466 0.4724 0.4945 0.5110 0.5350 0.5516 0.5608 0.5700 0.5755 0.5810 0.5884 0.6013 0.6179 0.6363 0.6492 0.6584 0.6676 0.6731 0.6842 0.6860 0.6934 0.7007 0.7136 0.7265 0.7394 0.7560 0.7726 0.7818 0.8057 0.8444 0.8794 0.9107 0.9475 0.9751 0.9917];
yF = [0.0804 0.0940 0.0967 0.1049 0.1185 0.1458 0.1512 0.1540 0.1649 0.1812 0.1812 0.1703 0.1621 0.1594 0.1703 0.1975 0.2411 0.3065 0.3801 0.4782 0.5708 0.6526 0.7452 0.8106 0.8324 0.8488 0.8433 0.8270 0.7888 0.7343 0.6826 0.5981 0.5300 0.4782 0.3910 0.3420 0.2847 0.2248 0.1621 0.0995 0.0668 0.0395 0.0232 0.0177 0.0204 0.0232 0.0259 0.0204 0.0232];
xE = [0.0267 0.0488 0.0856 0.1409 0.1759 0.2164 0.2514 0.3011 0.3269 0.3637 0.3969 0.4245 0.4503 0.4890 0.5313 0.5608 0.5939 0.6344 0.6694 0.6934 0.7192 0.7394 0.7523 0.7689 0.7891 0.8131 0.8481 0.8757 0.9070 0.9346 0.9604 0.9807 0.9936];
yE = [0.0232 0.0232 0.0232 0.0259 0.0259 0.0259 0.0313 0.0259 0.0259 0.0259 0.0368 0.0395 0.0477 0.0586 0.0777 0.0886 0.1213 0.1730 0.2466 0.2902 0.3638 0.5082 0.6499 0.7916 0.8924 0.9414 0.9550 0.9387 0.9060 0.8760 0.8542 0.8379 0.8188];
hFigure = figure('Position', [300 300 700 450], 'Color', 'w');
hAxes = xkcd_axes({'left', 'right'}, 'XTick', [0.45 0.60 0.7 0.8], ...
'XTickLabel', {'YARD', 'STEPS', 'DOOR', 'INSIDE'}, ...
'YTick', []);
hSpeed = xkcd_line(xS, yS, 'Parent', hAxes, 'Color', [0.5 0.5 0.5]);
hFear = xkcd_line(xF, yF, 'Parent', hAxes, 'Color', [0 0.5 1]);
hEmb = xkcd_line(xE, yE, 'Parent', hAxes, 'Color', 'r');
hText = xkcd_text(0.27, 0.9, ...
{'WALKING BACK TO MY'; 'FRONT DOOR AT NIGHT:'}, ...
'Parent', hAxes, 'EdgeColor', 'k', ...
'HorizontalAlignment', 'center');
hSpeedNote = xkcd_text(0.36, 0.35, {'FORWARD'; 'SPEED'}, ...
'Parent', hAxes, 'Color', 'k', ...
'HorizontalAlignment', 'center');
hSpeedLine = xkcd_line([0.4116 0.4282 0.4355 0.4411], ...
[0.3392 0.3256 0.3038 0.2820], ...
'Parent', hAxes, 'Color', 'k');
hFearNote = xkcd_text(0.15, 0.45, {'FEAR'; 'THAT THERE''S'; ...
'SOMETHING'; 'BEIND ME'}, ...
'Parent', hAxes, 'Color', 'k', ...
'HorizontalAlignment', 'center');
hFearLine = xkcd_line([0.1906 0.1998 0.2127 0.2127 0.2201 0.2256], ...
[0.3501 0.3093 0.2629 0.2221 0.1975 0.1676], ...
'Parent', hAxes, 'Color', 'k');
hEmbNote = xkcd_text(0.88, 0.45, {'EMBARRASSMENT'}, ...
'Parent', hAxes, 'Color', 'k', ...
'HorizontalAlignment', 'center');
hEmbLine = xkcd_line([0.8168 0.8094 0.7983 0.7781 0.7578], ...
[0.4864 0.5436 0.5872 0.6063 0.6226], ...
'Parent', hAxes, 'Color', 'k');
和（号角）这是最终的情节！：
