Python?Pygame實現(xiàn)可控制的煙花游戲
自控煙花升空 實現(xiàn)效果描述效果代碼地址解析main.pycore.pyfireworks.py 寫在最后
實現(xiàn)效果描述
這大過年的不弄點有意思的怎么行呢?可以考慮用編程實現(xiàn)一個煙花升空-爆炸-絢麗地效果。隨機的煙花也玩習慣了，這次我們用pygame實現(xiàn)用戶鼠標點擊屏幕實現(xiàn)放煙花并在指定高度綻放~
效果
鼠標點擊時，煙花點會從屏幕底部正中心發(fā)射至鼠標點擊點處并綻放出隨機的顏色，煙花顆粒符合物理規(guī)律，看上去很和諧，并且會隨機消失做出閃爍的效果。
那么一起來看看是如何實現(xiàn)的吧~
代碼地址
https://gitee.com/DogMonkeys/daily-script/tree/master/fireworks 直接訪問即可
解析
main.py
import core
def main():
core.init()
while True:
core.loop()
if __name__ == "__main__":
main()
很簡單,調(diào)用core模塊中的初始化函數(shù)和主循環(huán)函數(shù)
core.py
import pygame
from fireworks import Fireworks
g_fireworks = None # 煙花主類
def init():
global g_fireworks
pygame.init()
screen = pygame.display.set_mode([800, 600])
pygame.mouse.set_visible(1)
pygame.display.set_caption("煙花")
g_fireworks = Fireworks(screen)
clock = pygame.time.Clock()
def loop():
for event in pygame.event.get():
if event.type == pygame.QUIT:
pygame.quit()
else:
g_fireworks.run(event)
clock.tick(24)
pygame.display.update()
這里為了簡化，直接使用全局變量g_fireworks保存游戲運行主類。
初始化函數(shù)中，調(diào)用pygame庫提供的初始化各項參數(shù)方法，包括設定窗口大小和標題，設定鼠標可見，等等
然后設定全局變量clock用來控制全局的幀率。（我也不知道為啥要弄一個global，但是當時就這么寫的懶得改了反正沒啥大問題，這部分的源碼未經(jīng)優(yōu)化，許多地方都可以改得讓其更順暢，更符合標準。）
最后是loop主循環(huán)函數(shù)，不斷遍歷pygame事件表，如果有退出信號就退出（很正常，點擊“X”或者按alt+F4都會觸發(fā)）。其他事件交給firework主類完成。
遍歷完事件后就進行迭代更新工作，不用解釋，刷新屏幕和控制幀率
接下來最重要的部分來了，控制煙花的運行！
fireworks.py
先貼出全部代碼吧：
import math
import pygame
from random import randint
from math import sin, cos, radians, tan
class Point:
def __init__(self, idx, pos, screen, color) -> None:
self.rad = radians(idx*6)
self.x = pos[0]
self.y = pos[1]
self.t = 0
self.screen = screen
self.color = color
self.v0 = 2 # 初速度
self.limit = 51
def get_pos(self) -> list:
self.t += 1
self.x += self.v0 * cos(self.rad)
self.y -= self.v0 * sin(self.rad) - 0.08 * self.t
return [self.x, self.y]
def draw(self) -> None:
if self.t >= 31:
self.limit = randint(35, 50)
if self.limit < self.t:
return
pygame.draw.circle(self.screen, self.color, self.get_pos(), 2)
class Fireworks:
def __init__(self, screen) -> None:
self.screen = screen
self.pos = [-1, -1]
# 一次只能發(fā)射一個煙花,免得出問題,刷新圖層蓋住就不好了
self.can_fire = True
def run(self, event) -> None:
if event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN:
if not self.can_fire:
return
self.pos = pygame.mouse.get_pos()
self.fire_to()
def fire_to(self) -> None:
# 一個煙花放映過程中不允許另一個進來,不然會混亂
self.can_fire = False
color = (randint(0, 255), randint(0, 255), randint(0, 255))
try:
k = (600 - self.pos[1]) / (self.pos[0] - 400)
except ZeroDivisionError:
# x==400!
# 指針指向屏幕最中間,除零錯
pass
tmp_x, tmp_y = 400, 600
# 分類討論(可能有更好的算法,但這個最好理解)
if self.pos[0] > 400:
dX = 0.5
dY = - dX * k
elif self.pos[0] == 400:
dX = 0
dY = -0.5
else:
dX = -0.5
dY = - dX * k
v0 = 1 # 目標速度,根據(jù)dX與dY求解dX'和dY'
# 斜方向速度
dV = math.sqrt(dX**2 + dY**2)
# 相似成比例求解
dX *= v0 / dV
dY *= v0 / dV
while round(tmp_y) != self.pos[1]:
tmp_x += dX
tmp_y += dY
self.screen.fill((0, 0, 0))
pygame.draw.circle(self.screen, color, [tmp_x, tmp_y], 2)
pygame.display.update()
# 到達位置,炸開!
self.bomb(color)
self.can_fire = True
def bomb(self, color) -> None:
self.screen.fill((0, 0, 0))
pygame.display.update()
ps = []
for i in range(60):
ps.append(Point(i, self.pos, self.screen, color))
for j in range(100):
print(".") # 減緩爆炸
self.screen.fill((0, 0, 0))
for point in ps:
point.draw()
print(".") # 經(jīng)測試,還是太快了
pygame.display.update()
self.screen.fill((0, 0, 0))
下面一部分一部分地分析
首先，導入要用到的庫，包括數(shù)學庫，隨機庫的隨機整數(shù)方法，數(shù)學庫的三角函數(shù)和弧度轉換，還有主角pygame。
Point類先放放,先說Fireworks。首先初始化類成員，然后run方法提供對事件的判斷，如果鼠標按下（pygame中，左右鍵都會觸發(fā)這個事件），就看看能不能發(fā)射（即現(xiàn)在有沒有煙花運行中），如果不能就提前退出，免得繼續(xù)下面的運算。
如果能，就獲取鼠標坐標并保存，然后調(diào)用發(fā)射的方法。
fire_to()方法。首先調(diào)整狀態(tài)機使之不能再發(fā)射下一個煙花；然后獲取一個隨機的顏色，然后嘗試計算一下屏幕底部中點（400， 600）到目標點的路徑斜率（pygame的坐標系：原點在左上角，x，y分別以右和下為+）。這里需要使用try，因為直線垂直于x軸時斜率不存在，即tan（2/π）=∞ (勉強理解吧…)
然后,計算坐標的增量(初步)
第一種情況，目標C在底部中點A的右側，即self.pos[0]>400，此時計算的k值實質(zhì)上是∠A的正切，應該是正數(shù)（還是坐標系的問題，并非經(jīng)典笛卡爾坐標系）。
因此煙花在x方向需要+方向運動，y使用需要-方向。設定x方向增量dX為定值0.5.那么對應的步長dY可以根據(jù)tanA乘上dX算出來。注意需要加一個負號，因為dX=0.5>0, k>0.
第二種,垂直發(fā)射,只需要y軸負增量就夠了,定值-0.5吧
第三種,如圖,C在A左側
同理計算,只是把dX設為負值,dY的表達式不變,因為此時直線AB傾角θ的正切是負值.(即k),所以乘出來dY仍為負值
計算完水平和豎直增量,如果直接測試會發(fā)現(xiàn)一個問題,速度分布十分不均勻，我們想實現(xiàn)的效果是，煙花在A->C方向上速度恒定為v0=1
這個問題可以用相似三角形解。首先根據(jù)dX和dY計算斜方向速度大?。ü垂啥ɡ恚缓蟾鶕?jù)v0成比例，等比縮放dX和dY即可。如下：
在后面，幾乎不怎需要數(shù)學計算：
while round(tmp_y) != self.pos[1]:
tmp_x += dX
tmp_y += dY
self.screen.fill((0, 0, 0))
pygame.draw.circle(self.screen, color, [tmp_x, tmp_y], 2)
pygame.display.update()
只需要解釋這個round，對tmp_y進行四舍五入，這樣就可以保證他是個整數(shù)，就可以正常根據(jù)slef.pos[1]的值合適的時候退出。
注意，這里不能用x比較，因為萬一 x==400？
接下來，如果while退出，那么進入bomb：
ps = []
for i in range(60):
ps.append(Point(i, self.pos, self.screen, color))
for j in range(100):
print(".") # 減緩爆炸
self.screen.fill((0, 0, 0))
for point in ps:
point.draw()
print(".") # 經(jīng)測試,還是太快了
pygame.display.update()
self.screen.fill((0, 0, 0))
(省略了兩行很普通的代碼.)
首先構建60個Point對象，分別存入索引，爆炸點，屏幕，顏色
然后重復構建100幀，每一幀都同時刷新60個顆粒的坐標。這里有一個特殊用法，就是在大批量循環(huán)里加入一個print調(diào)用，這樣可以減緩虛擬機運行，讓我們能夠看清煙花的效果，就是慢慢落下并消失（有更好的方法，懶），很直觀不是嗎（笑）
每一幀遍歷爆炸花并顯示，最后刷幀，很好理解。
（前方數(shù)學高能）
self.v0 = 2 # 初速度
self.limit = 51
def get_pos(self) -> list:
self.t += 1
self.x += self.v0 * cos(self.rad)
self.y -= self.v0 * sin(self.rad) - 0.08 * self.t
return [self.x, self.y]
前面是初始化,后面是獲取當前坐標.這可能是最不能理解的模塊了。
首先設定一個合適的初速度，那個limit后面講。然后，每次迭代把時間自增1，模擬斜拋運動中時間的變化。
我們可以把切線方向初速度v0正交分解成x和y方向兩個速度，其中直接帶入時間變化量deltaT=1（因為self.t += 1），省的計算效率變慢。
根據(jù)水平位移公式：x=v[0]·cosθ·t，易證水平速度v1=v0cosθ
(由于math庫的三角函數(shù)要求傳參是弧度,在初始化預先轉換掉.)
縱向速度v2=v0sinθ-gt，相當于把重力給的加速度給它消掉一部分，向量加法
這里經(jīng)過測試，取一個合適的重力加速度g=0.08（奇奇怪怪，但事實就是如此）
然后為了實現(xiàn)下落一部分時間就閃爍著消失，可以考慮讓每個顆粒自己隨機一個消失節(jié)點，到了就不畫，就能實現(xiàn)了。
def draw(self) -> None:
if self.t >= 31:
self.limit = randint(35, 50)
if self.limit < self.t:
return
pygame.draw.circle(self.screen, self.color, self.get_pos(), 2)
相關代碼，設定消失可以開始的閾值31，然后在35-50幀后消失，相關邏輯很好懂。
寫在最后
感謝一直讀到最后！通過今天的小煙花游戲希望能提高各位的編程和數(shù)學能力！
到此這篇關于Python Pygame實現(xiàn)可控制的煙花游戲的文章就介紹到這了,更多相關Python Pygame煙花游戲內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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