Python怎么用3D引擎做一个太阳系行星模拟器
时间：2023-05-13 01:34
这一次，我们要实现的效果如下 首先，送上本次需要用到的资源 Earth.jpg Jupiter.jpg Mars.jpg Mercury.jpg Neptune.jpg Saturn.jpg Sun.jpg Uranus.jpg Venus.jpg 现在，就开始写代码吧！ 首先，导入我们需要的模块，导入3D引擎ursina，数学库math，ursina中自带的第一人称，sys，random随机库 然后，创建app 将窗口设置为全屏，并设置背景颜色 定义一个列表，来储存生成的星 引入所有星球的材质 创建一个类Planet，继承自实体Entity，传入_type是星的类型，pos是位置，scale是缩放 angle：每次更新的时候行星围绕太阳转的弧度 fastMode的值为1或0，表示是否让行星围绕太阳公转速度增加到200倍 rotation：星球倾斜度，这里我们随机生成 rotspeed：星球自转的速度 rotMode：表示沿着xyz轴的其中一条进行旋转，自动选择 _type存储星球类型 texture则是材质，通过eval获得该变量 然后进行超类的初始化，model是sphere，也就是球体形状，texture表示贴图，color颜色设置为white，position传入坐标 定义turn方法，传入angle，只要不是太阳，就进行自转公转操作，如果是快速模式，则速度增加到200倍，然后计算得出新的xy坐标，并用exec进行自传操作 最后定义input方法，接受用户输入，注意，这里方法名必须用input，因为它是系统自动调用的，它总会向其传入一个参数，为按下的按键名字，我们就进行判断，如果按下回车，则进行快速模式和普通模式间的切换 接下来，我们定义Player类，继承自FirstPersonController 为什么不直接用FirstPersonController呢？ 因为ursina自带的FirstPersonController自带重力，我们这里只是作为第一人称的视角使用，不需要重力，然后还有一些功能我们不需要用到，所以我们就写一个类继承下来，然后重写它的一部分代码即可。首先，引入全局变量planets，超类初始化，视野设置为90，将初始位置设置为地球的位置，重力（gravity）设置为0，表示没有重力，vspeed表示上升下降时的速度，speed表示水平方向移动的速度，mouse_sensitivity是鼠标灵敏度，需要用Vec2的形式，注意，上面除了vspeed变量可以自己命名，其它的都不可以修改。接下来，重写input，只接收esc按键的信息，当我们按下esc时，如果鼠标为锁定，则释放，如果已经释放，则退出程序。然后创建_update方法，这里我们不重写ursina自动调用的update方法，因为系统代码里面，update方法还有很多操作，如果我们要重写的话，可能还要加上把系统代码复制过来，代码过于繁琐，这里我们自己定义一个名字，在接下来会讲到的代码中自己调用它，在该方法中，监听鼠标左键、左shift和空格的事件，空格原本是跳跃，这里我们设置为上升，系统代码是在input中接收空格键的信息的，我们已经重写过了，所以这里不会触发系统代码的跳跃方法。 这里讲一下input和update中进行按键事件监听操作的不同，input每次只接收一个按键，而且，如果我们一个按键一直按下，它不会一直触发，只会触发一次，然后等到该按键释放，才会重新对该按键进行监听；update相当于主循环，在任何于ursina有关的地方（比如继承自Entity、Button这样的类，或者是主程序）写update方法，ursina都会进行自动调用，我们不需要手动调用它，在update方法中监听事件，我们用到了held_keys，不难发现，held_keys有多个元素，只要按下就为True，所以每次运行到这里，只要按键按下，就执行，而input传入的key本身就是一个元素，所以只有一个，我们按下esc的操作不能连续调用，所以用input，其它移动玩家的代码时可以重复执行的，所以写在update（应该说是用held_keys）中。 然后在主程序中写update方法，并在其中调用我们刚刚写的player中的_update方法，再对星球进行自转公转操作 接下来，我们定义两个列表，分别表示星球名称和星球的大小，其实在实际的大小比例中，和这个相差很多，如果地球是1，太阳则大约为130000，木星和图形分别为1500多和700多，这样相差太大，做在程序里看起来很不寻常，所以我们这里对大多数星球的大小进行放大缩小，把它们大小的相差拉近点。然后遍历并绘制，每颗星球的间隔为前一个的10倍 最后实例化player，并运行app 然后就能实现文章前面展示的效果啦~ 最后，附上代码 以上就是Python怎么用3D引擎做一个太阳系行星模拟器的详细内容，更多请关注Gxl网其它相关文章！
from ursina import *from math import *from ursina.prefabs.first_person_controller import FirstPersonControllerimport sysimport random as rd
app=Ursina()
window.fullscreen=Truewindow.color=color.black
planets=[]
sun_texture=load_texture("texture/Sun.png")mercury_texture=load_texture("texture/Mercury.png")venus_texture=load_texture("texture/Venus.png")earth_texture=load_texture("texture/Earth.png")mars_texture=load_texture("texture/Mars.png")jupiter_texture=load_texture("texture/Jupiter.png")saturn_texture=load_texture("texture/Saturn.png")uranus_texture=load_texture("texture/Uranus.png")neptune_texture=load_texture("texture/Neptune.png")class Planet(Entity): def __init__(self,_type,pos,scale=2): self.angle=rd.uniform(0.0005,0.01) self.fastMode=0 self.rotation=(rd.randint(0,360) for i in range(3)) self.rotspeed=rd.uniform(0.25,1.5) self.rotMode=rd.choice(["x","y","z"]) self._type=_type texture=eval(f"{_type}_texture") super().__init__(model="sphere", scale=scale, texture=texture, color=color.white, position=pos) def turn(self,angle): if self._type!="sun": if self.fastMode: angle*=200 self.x=self.x*cos(radians(angle))-self.y*sin(radians(angle)) self.y=self.x*sin(radians(angle))+self.y*cos(radians(angle)) exec(f"self.rotation_{self.rotMode}+=self.rotspeed") def input(self,key): if key=="enter": self.fastMode=1-self.fastModeclass Player(FirstPersonController): def __init__(self): global planets super().__init__() camera.fov=90 self.position=planets[3].position self.gravity=0 self.vspeed=2 self.speed=600 self.mouse_sensitivity=Vec2(160,160) self.on_enable() def input(self,key): if key=="escape": if mouse.locked: self.on_disable() else: sys.exit() def _update(self): if held_keys["left mouse"]: self.on_enable() if held_keys["left shift"]: self.y-=self.vspeed if held_keys["space"]: self.y+=self.vspeed
def update(): global planets,player for planet in planets: planet.turn(planet.angle) player._update()
ps=["sun","mercury","venus","earth","mars","jupiter","saturn","uranus","neptune"]cp=[200,15,35,42,20,160,145,90,80]x,y,z=0,0,0for i,p in enumerate(ps): newPlanet=Planet(p,(x,y,z),cp[i]) planets.append(newPlanet) x+=cp[i]*10
player=Player() if __name__ == '__main__': app.run()
from ursina import *from math import *from ursina.prefabs.first_person_controller import FirstPersonControllerimport sysimport random as rd app=Ursina()window.fullscreen=Truewindow.color=color.black planets=[] class Planet(Entity): def __init__(self,_type,pos,scale=2): self.angle=rd.uniform(0.0005,0.01) self.fastMode=0 self.rotation=(rd.randint(0,360) for i in range(3)) self.rotspeed=rd.uniform(0.25,1.5) self.rotMode=rd.choice(["x","y","z"]) self._type=_type texture=eval(f"{_type}_texture") super().__init__(model="sphere", scale=scale, texture=texture, color=color.white, position=pos) def turn(self,angle): if self._type!="sun": if self.fastMode: angle*=200 self.x=self.x*cos(radians(angle))-self.y*sin(radians(angle)) self.y=self.x*sin(radians(angle))+self.y*cos(radians(angle)) exec(f"self.rotation_{self.rotMode}+=self.rotspeed") def input(self,key): if key=="enter": self.fastMode=1-self.fastMode class Player(FirstPersonController): def __init__(self): global planets super().__init__() camera.fov=90 self.position=planets[3].position self.gravity=0 self.vspeed=2 self.speed=600 self.mouse_sensitivity=Vec2(160,160) self.on_enable() def input(self,key): if key=="escape": if mouse.locked: self.on_disable() else: sys.exit() def _update(self): if held_keys["left mouse"]: self.on_enable() if held_keys["left shift"]: self.y-=self.vspeed if held_keys["space"]: self.y+=self.vspeed def update(): global planets,player for planet in planets: planet.turn(planet.angle) player._update() sun_texture=load_texture("texture/Sun.png")mercury_texture=load_texture("texture/Mercury.png")venus_texture=load_texture("texture/Venus.png")earth_texture=load_texture("texture/Earth.png")mars_texture=load_texture("texture/Mars.png")jupiter_texture=load_texture("texture/Jupiter.png")saturn_texture=load_texture("texture/Saturn.png")uranus_texture=load_texture("texture/Uranus.png")neptune_texture=load_texture("texture/Neptune.png") ps=["sun","mercury","venus","earth","mars","jupiter","saturn","uranus","neptune"]cp=[200,15,35,42,20,160,145,90,80]x,y,z=0,0,0for i,p in enumerate(ps): newPlanet=Planet(p,(x,y,z),cp[i]) planets.append(newPlanet) x+=cp[i]*10 player=Player() if __name__ == '__main__': app.run()
