0

0

Python怎么用3D引擎做一个太阳系行星模拟器

王林

王林

发布时间:2023-05-12 16:16:14

|

1889人浏览过

|

来源于亿速云

转载

这一次,我们要实现的效果如下

Python怎么用3D引擎做一个太阳系行星模拟器

Python怎么用3D引擎做一个太阳系行星模拟器

首先,送上本次需要用到的资源

Earth.jpg

立即学习Python免费学习笔记(深入)”;

Python怎么用3D引擎做一个太阳系行星模拟器

Jupiter.jpg

Python怎么用3D引擎做一个太阳系行星模拟器

Mars.jpg

Python怎么用3D引擎做一个太阳系行星模拟器

Mercury.jpg

Python怎么用3D引擎做一个太阳系行星模拟器

Neptune.jpg

Python怎么用3D引擎做一个太阳系行星模拟器

Saturn.jpg

Python怎么用3D引擎做一个太阳系行星模拟器

Sun.jpg

Python怎么用3D引擎做一个太阳系行星模拟器

Uranus.jpg

Python怎么用3D引擎做一个太阳系行星模拟器

Venus.jpg

Python怎么用3D引擎做一个太阳系行星模拟器

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

from ursina import *
from math import *
from ursina.prefabs.first_person_controller import FirstPersonController
import sys
import random as rd

然后,创建app

app=Ursina()

将窗口设置为全屏,并设置背景颜色

百度AI搜
百度AI搜

百度全新AI搜索引擎

下载
window.fullscreen=True
window.color=color.black

定义一个列表,来储存生成的星

planets=[]

引入所有星球的材质

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")

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

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

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。

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

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

def update():
    global planets,player
    for planet in planets:
        planet.turn(planet.angle)
    player._update()

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

ps=["sun","mercury","venus","earth","mars","jupiter","saturn","uranus","neptune"]
cp=[200,15,35,42,20,160,145,90,80]
x,y,z=0,0,0
for i,p in enumerate(ps):
    newPlanet=Planet(p,(x,y,z),cp[i])
    planets.append(newPlanet)
    x+=cp[i]*10

最后实例化player,并运行app

player=Player()
 
if __name__ == '__main__':
    app.run()

然后就能实现文章前面展示的效果啦~

Python怎么用3D引擎做一个太阳系行星模拟器

Python怎么用3D引擎做一个太阳系行星模拟器

最后,附上代码

from ursina import *
from math import *
from ursina.prefabs.first_person_controller import FirstPersonController
import sys
import random as rd
 
app=Ursina()
window.fullscreen=True
window.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=0,0,0
for 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()

相关文章

python速学教程(入门到精通)
python速学教程(入门到精通)

python怎么学习?python怎么入门?python在哪学?python怎么学才快?不用担心,这里为大家提供了python速学教程(入门到精通),有需要的小伙伴保存下载就能学习啦!

下载

相关标签:

本站声明:本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系admin@php.cn

热门AI工具

更多
DeepSeek
DeepSeek

幻方量化公司旗下的开源大模型平台

豆包大模型
豆包大模型

字节跳动自主研发的一系列大型语言模型

WorkBuddy
WorkBuddy

腾讯云推出的AI原生桌面智能体工作台

腾讯元宝
腾讯元宝

腾讯混元平台推出的AI助手

文心一言
文心一言

文心一言是百度开发的AI聊天机器人,通过对话可以生成各种形式的内容。

讯飞写作
讯飞写作

基于讯飞星火大模型的AI写作工具,可以快速生成新闻稿件、品宣文案、工作总结、心得体会等各种文文稿

即梦AI
即梦AI

一站式AI创作平台,免费AI图片和视频生成。

ChatGPT
ChatGPT

最最强大的AI聊天机器人程序,ChatGPT不单是聊天机器人,还能进行撰写邮件、视频脚本、文案、翻译、代码等任务。

相关专题

更多
TypeScript类型系统进阶与大型前端项目实践
TypeScript类型系统进阶与大型前端项目实践

本专题围绕 TypeScript 在大型前端项目中的应用展开,深入讲解类型系统设计与工程化开发方法。内容包括泛型与高级类型、类型推断机制、声明文件编写、模块化结构设计以及代码规范管理。通过真实项目案例分析,帮助开发者构建类型安全、结构清晰、易维护的前端工程体系,提高团队协作效率与代码质量。

49

2026.03.13

Python异步编程与Asyncio高并发应用实践
Python异步编程与Asyncio高并发应用实践

本专题围绕 Python 异步编程模型展开,深入讲解 Asyncio 框架的核心原理与应用实践。内容包括事件循环机制、协程任务调度、异步 IO 处理以及并发任务管理策略。通过构建高并发网络请求与异步数据处理案例,帮助开发者掌握 Python 在高并发场景中的高效开发方法,并提升系统资源利用率与整体运行性能。

89

2026.03.12

C# ASP.NET Core微服务架构与API网关实践
C# ASP.NET Core微服务架构与API网关实践

本专题围绕 C# 在现代后端架构中的微服务实践展开,系统讲解基于 ASP.NET Core 构建可扩展服务体系的核心方法。内容涵盖服务拆分策略、RESTful API 设计、服务间通信、API 网关统一入口管理以及服务治理机制。通过真实项目案例,帮助开发者掌握构建高可用微服务系统的关键技术,提高系统的可扩展性与维护效率。

276

2026.03.11

Go高并发任务调度与Goroutine池化实践
Go高并发任务调度与Goroutine池化实践

本专题围绕 Go 语言在高并发任务处理场景中的实践展开,系统讲解 Goroutine 调度模型、Channel 通信机制以及并发控制策略。内容包括任务队列设计、Goroutine 池化管理、资源限制控制以及并发任务的性能优化方法。通过实际案例演示,帮助开发者构建稳定高效的 Go 并发任务处理系统,提高系统在高负载环境下的处理能力与稳定性。

59

2026.03.10

Kotlin Android模块化架构与组件化开发实践
Kotlin Android模块化架构与组件化开发实践

本专题围绕 Kotlin 在 Android 应用开发中的架构实践展开,重点讲解模块化设计与组件化开发的实现思路。内容包括项目模块拆分策略、公共组件封装、依赖管理优化、路由通信机制以及大型项目的工程化管理方法。通过真实项目案例分析,帮助开发者构建结构清晰、易扩展且维护成本低的 Android 应用架构体系,提升团队协作效率与项目迭代速度。

99

2026.03.09

JavaScript浏览器渲染机制与前端性能优化实践
JavaScript浏览器渲染机制与前端性能优化实践

本专题围绕 JavaScript 在浏览器中的执行与渲染机制展开,系统讲解 DOM 构建、CSSOM 解析、重排与重绘原理,以及关键渲染路径优化方法。内容涵盖事件循环机制、异步任务调度、资源加载优化、代码拆分与懒加载等性能优化策略。通过真实前端项目案例,帮助开发者理解浏览器底层工作原理,并掌握提升网页加载速度与交互体验的实用技巧。

105

2026.03.06

Rust内存安全机制与所有权模型深度实践
Rust内存安全机制与所有权模型深度实践

本专题围绕 Rust 语言核心特性展开,深入讲解所有权机制、借用规则、生命周期管理以及智能指针等关键概念。通过系统级开发案例,分析内存安全保障原理与零成本抽象优势,并结合并发场景讲解 Send 与 Sync 特性实现机制。帮助开发者真正理解 Rust 的设计哲学,掌握在高性能与安全性并重场景中的工程实践能力。

230

2026.03.05

PHP高性能API设计与Laravel服务架构实践
PHP高性能API设计与Laravel服务架构实践

本专题围绕 PHP 在现代 Web 后端开发中的高性能实践展开,重点讲解基于 Laravel 框架构建可扩展 API 服务的核心方法。内容涵盖路由与中间件机制、服务容器与依赖注入、接口版本管理、缓存策略设计以及队列异步处理方案。同时结合高并发场景,深入分析性能瓶颈定位与优化思路,帮助开发者构建稳定、高效、易维护的 PHP 后端服务体系。

619

2026.03.04

AI安装教程大全
AI安装教程大全

2026最全AI工具安装教程专题:包含各版本AI绘图、AI视频、智能办公软件的本地化部署手册。全篇零基础友好,附带最新模型下载地址、一键安装脚本及常见报错修复方案。每日更新,收藏这一篇就够了,让AI安装不再报错!

173

2026.03.04

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
最新Python教程 从入门到精通
最新Python教程 从入门到精通

共4课时 | 22.5万人学习

Django 教程
Django 教程

共28课时 | 5万人学习

SciPy 教程
SciPy 教程

共10课时 | 1.9万人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号