ursina_simulator.py 11.4 KB
Newer Older
三月三net's avatar
三月三net 已提交
1 2 3 4 5 6 7 8 9
# -*- coding:utf-8 -*-
# title           :ursina天体运行模拟器
# description     :ursina天体运行模拟器
# author          :Python超人
# date            :2023-02-11
# link            :https://gitcode.net/pythoncr/
# python_version  :3.8
# ==============================================================================
# pip install -i http://pypi.douban.com/simple/ --trusted-host=pypi.douban.com ursina
三月三net's avatar
三月三net 已提交
10 11
from ursina import Ursina, window, Entity, Grid, Mesh, camera, Text, application, color, mouse, Vec2, Vec3, \
    load_texture, held_keys
M
march3 已提交
12
from ursina.prefabs.first_person_controller import FirstPersonController
M
march3 已提交
13

三月三net's avatar
三月三net 已提交
14
from simulators.ursina.ursina_event import UrsinaEvent
三月三net's avatar
三月三net 已提交
15
from simulators.ursina.ursina_ui import UrsinaUI
M
march3 已提交
16
from simulators.views.ursina_view import UrsinaView, UrsinaPlayer
三月三net's avatar
三月三net 已提交
17
from simulators.ursina.ursina_config import UrsinaConfig
三月三net's avatar
三月三net 已提交
18 19
from simulators.simulator import Simulator
from common.system import System
M
march3 已提交
20 21
import time
import datetime
三月三net's avatar
三月三net 已提交
22
import math
三月三net's avatar
三月三net 已提交
23
import os
三月三net's avatar
三月三net 已提交
24
from ursina import EditorCamera, PointLight, SpotLight, AmbientLight, DirectionalLight
三月三net's avatar
三月三net 已提交
25
from scenes.func import ursina_run
三月三net's avatar
三月三net 已提交
26

M
march3 已提交
27

三月三net's avatar
三月三net 已提交
28 29 30 31
class WorldGrid(Entity):  # Entity # 定义构造方法
    def __init__(self):
        super().__init__()
        s = 100
三月三net's avatar
三月三net 已提交
32
        grid = Entity(model=Grid(s, s), scale=s * 20, color=color.rgba(255, 255, 255, 20), rotation_x=90,
三月三net's avatar
三月三net 已提交
33
                      position=(0, -80, 0))
三月三net's avatar
三月三net 已提交
34 35 36 37 38
        # 坐标轴
        # vertsx = ((0, 0, 0), (10, 0, 0))
        # Entity(model=Mesh(vertices=vertsx, mode='line', thickness=3), color=color.cyan).set_light_off()
        # vertsyz = [(0, 0, 0), (0, 10, 0), (0, 0, 0), (0, 0, 10)]
        # Entity(model=Mesh(vertices=vertsyz, mode='line', thickness=3), color=color.yellow).set_light_off()
三月三net's avatar
三月三net 已提交
39 40 41
        grid.set_light_off()


三月三net's avatar
三月三net 已提交
42 43 44
class UrsinaSimulator(Simulator):
    def __init__(self, bodies_sys: System):
        self.app = Ursina()
M
march3 已提交
45
        self.ursina_views = []
三月三net's avatar
三月三net 已提交
46 47 48 49 50 51 52
        window.color = color.black

        super().__init__(bodies_sys, UrsinaView)

        # 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
M
march3 已提交
53
        for i, view in enumerate(self.body_views):
三月三net's avatar
三月三net 已提交
54
            # pos = tuple(body.position)
M
march3 已提交
55 56
            # ursina_view = UrsinaView(body)
            view.update()
M
march3 已提交
57
            self.ursina_views.append(view)
三月三net's avatar
三月三net 已提交
58 59 60
            # planets.append(newPlanet)
            # x += cp[i] * 10

三月三net's avatar
三月三net 已提交
61 62 63 64 65
        UrsinaEvent.on_searching_bodies_subscription(type(self).__name__, self.on_searching_bodies)

    def on_searching_bodies(self, **kwargs):
        views = []
        for view in self.body_views:
三月三net's avatar
三月三net 已提交
66 67
            # if view.appeared:
            views.append(view)
三月三net's avatar
三月三net 已提交
68 69
        return views

M
march3 已提交
70 71 72 73
    def check_elapsed_time(self):
        """检查时间间隔是否已过"""
        now = datetime.datetime.now()
        elapsed_time = now - self.last_time
M
march3 已提交
74 75 76 77
        value = elapsed_time >= self.interval
        if value:
            self.last_time = now
        return value
M
march3 已提交
78 79 80

    def check_and_evolve(self):
        if self.check_elapsed_time():
三月三net's avatar
三月三net 已提交
81
            run_speed_factor = UrsinaConfig.run_speed_factor
三月三net's avatar
三月三net 已提交
82 83 84 85 86 87
            if UrsinaConfig.seconds_per == 0:
                evolve_dt = self.evolve_dt * run_speed_factor
            else:
                evolve_dt = UrsinaConfig.seconds_per * run_speed_factor

            super().evolve(evolve_dt)
M
march3 已提交
88

三月三net's avatar
三月三net 已提交
89
    def cosmic_background(self, texture='../textures/cosmic2.jpg'):
三月三net's avatar
三月三net 已提交
90 91 92 93 94
        """
        加入宇宙背景
        :param texture:
        :return:
        """
三月三net's avatar
三月三net 已提交
95 96
        # Add skybox
        from ursina import Sky
三月三net's avatar
三月三net 已提交
97 98
        Sky(texture=texture).scale = 10000

三月三net's avatar
三月三net 已提交
99 100 101 102 103
        # texture = load_texture(texture)
        # sky_dome = Entity(model='sky_dome', texture=texture, scale=10000,
        #                   color=color.white,
        #                   position=(0, 0, 0),
        #                   rotation=(0, 0, 0))
三月三net's avatar
三月三net 已提交
104

三月三net's avatar
三月三net 已提交
105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122
    def __add_glow(self, entity, intensity=2, light_color=color.white, attenuation=3):
        """
        未用,保留代码
        :param entity:
        :param intensity:
        :param light_color:
        :param attenuation:
        :return:
        """
        lights = []
        import math
        for i in range(5):
            glow_entity = Entity(parent=entity, model='sphere', color=color.rgba(1.0, 0.6, 0.2, 1),
                                 scale=math.pow(1.03, i), alpha=0.2)
            lights.append(glow_entity)
        # 创建一个新的 Entity 对象,作为光晕的容器
        # glow_entity = Entity(parent=entity, model='sphere', scale=entity.scale * 1.2)
        # 创建 PointLight 对象,并设置它的属性
三月三net's avatar
三月三net 已提交
123 124 125
        for i in range(2):
            light = PointLight(parent=lights[0], intensity=intensity, color=light_color, attenuation=attenuation)
            lights.append(light)
三月三net's avatar
三月三net 已提交
126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145

        # 把 Entity 对象放到星星的后面,使得光晕看起来像是从星星发出来的
        glow_entity.world_position = entity.world_position
        glow_entity.world_parent = entity.parent
        glow_entity.y += entity.scale_y * 0.1
        glow_entity.depth_test = False
        return lights

    def create_fixed_star_lights(self, entity):
        """
        创建恒星的发光的效果、并作为灯光源
        :param entity:
        :return:
        """

        # 如果是恒星(如:太阳),自身会发光,则需要关闭灯光
        entity.set_light_off()

        lights = []
        # 创建多个新的 Entity 对象,作为光晕的容器
三月三net's avatar
三月三net 已提交
146
        for i in range(10):
三月三net's avatar
三月三net 已提交
147
            glow_entity = Entity(parent=entity, model='sphere', color=color.rgba(1.0, 0.6, 0.2, 1),
三月三net's avatar
三月三net 已提交
148
                                 scale=math.pow(1.03, i), alpha=0.1)
三月三net's avatar
三月三net 已提交
149 150

            lights.append(glow_entity)
三月三net's avatar
三月三net 已提交
151 152 153 154
        for i in range(2):
            # 创建 PointLight 对象,作为恒星的灯光源
            light = PointLight(parent=entity, intensity=10, range=10, color=color.white)
            lights.append(light)
三月三net's avatar
三月三net 已提交
155 156 157 158 159

        # light = DirectionalLight(shadows=True, direction=Vec3(0, 0, 1), color=color.white)
        # light.look_at(Vec3(0, 0, -1))
        # light = SpotLight(parent=entity,shadows=True, direction=Vec3(1,1,1), color=color.white)

三月三net's avatar
三月三net 已提交
160 161
        return lights

三月三net's avatar
三月三net 已提交
162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172
    def switch_to_english_input_method(self):
        pass
        # os.system("powershell -Command \"Set-WinUserLanguageList -LanguageList 'en-US', 'zh-CN' -Force\"")

        # if os.name == 'nt':  # Windows 系统
        #     os.system('powershell -Command "Set-WinUserLanguageList en-US -Force"')
        # elif os.name == 'posix':  # macOS 或 Linux 系统
        #     os.system(
        #         'defaults write ~/Library/Preferences/com.apple.HIToolbox.plist AppleSelectedInputSources -array-add \'{ "InputSourceKind" = "Keyboard Layout"; "KeyboardLayout ID" = 252; "KeyboardLayout Name" = "ABC"; }\'')
        #     os.system('killall cfprefsd')  # 重启 CoreFoundation 进程使更改生效

三月三net's avatar
三月三net 已提交
173
    def run(self, dt, **kwargs):
三月三net's avatar
三月三net 已提交
174 175

        window.title = '宇宙模拟器'
三月三net's avatar
三月三net 已提交
176 177 178 179 180 181 182 183

        # 设置 camera 的裁剪面和位置
        # camera.clip_plane_near = 0.00000009
        # camera.fov = 120
        # camera.clip_plane_far = 1000
        # camera.position = (0, 10, -20)
        # camera.rotation_x = -30

三月三net's avatar
三月三net 已提交
184 185 186 187 188
        # 设定时间间隔为0.01秒
        interval = 0.01
        self.evolve_dt = dt * interval
        self.interval = datetime.timedelta(seconds=interval)

M
march3 已提交
189
        self.last_time = datetime.datetime.now() - datetime.timedelta(seconds=2)
三月三net's avatar
三月三net 已提交
190 191
        if "light" in kwargs:
            if kwargs["light"]:
三月三net's avatar
三月三net 已提交
192 193
                for v in self.ursina_views:
                    if v.body.is_fixed_star:
三月三net's avatar
三月三net 已提交
194
                        self.lights = self.create_fixed_star_lights(v.planet)
三月三net's avatar
三月三net 已提交
195

三月三net's avatar
三月三net 已提交
196 197 198 199
        if "show_grid" in kwargs:
            if kwargs["show_grid"]:
                WorldGrid()

三月三net's avatar
三月三net 已提交
200 201
        if "cosmic_bg" in kwargs:
            cosmic_bg = kwargs["cosmic_bg"]
三月三net's avatar
三月三net 已提交
202
            if cosmic_bg is None:
三月三net's avatar
三月三net 已提交
203
                # cosmic_bg = '../textures/cosmic1.png'
三月三net's avatar
三月三net 已提交
204 205
                # cosmic_bg = '../textures/cosmic2.jpg'
                cosmic_bg = '../textures/cosmic3.jpg'
三月三net's avatar
三月三net 已提交
206 207 208 209
            import os
            if cosmic_bg is not None and os.path.exists(cosmic_bg):
                self.cosmic_background(cosmic_bg)

三月三net's avatar
三月三net 已提交
210 211
        ui = UrsinaUI()
        EditorCamera(ignore_paused=True)
三月三net's avatar
三月三net 已提交
212 213
        # 防止打开中文输入法
        # self.switch_to_english_input_method()
三月三net's avatar
三月三net 已提交
214 215
        self.app.run()

M
march3 已提交
216

三月三net's avatar
三月三net 已提交
217
if __name__ == '__main__':
M
march3 已提交
218
    from bodies import Sun, Mercury, Venus, Earth, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptune, Pluto, Moon
三月三net's avatar
三月三net 已提交
219
    from bodies.body import AU
三月三net's avatar
三月三net 已提交
220
    from common.consts import SECONDS_PER_WEEK, SECONDS_PER_DAY, SECONDS_PER_HALF_DAY
三月三net's avatar
三月三net 已提交
221 222 223 224 225

    """
    3个太阳、1个地球
    """
    bodies = [
M
march3 已提交
226
        Sun(name='太阳1', mass=1.5e30, init_position=[849597870.700, 0, 0], init_velocity=[0, 7.0, 0],
三月三net's avatar
三月三net 已提交
227
            size_scale=5e1, texture="sun.png"),  # 太阳放大 100 倍
M
march3 已提交
228
        Sun(name='太阳2', mass=2e30, init_position=[0, 0, 0], init_velocity=[0, -8.0, 0],
三月三net's avatar
三月三net 已提交
229
            size_scale=5e1, texture="sun.png"),  # 太阳放大 100 倍
M
march3 已提交
230
        Sun(name='太阳3', mass=2.5e30, init_position=[0, -849597870.700, 0], init_velocity=[18.0, 0, 0],
三月三net's avatar
三月三net 已提交
231
            size_scale=5e1, texture="sun.png"),  # 太阳放大 100 倍
M
march3 已提交
232
        Earth(name='地球', init_position=[0, -349597870.700, 0], init_velocity=[15.50, 0, 0],
三月三net's avatar
三月三net 已提交
233 234
              size_scale=4e3, texture="earth.png", distance_scale=1),  # 地球放大 4000 倍,距离保持不变
    ]
M
march3 已提交
235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245
    # bodies = [
    #
    #     Sun(name='太阳2', mass=1.5e30, init_position=[0, 0, 0], init_velocity=[0, -8.0, 0],
    #         size_scale=5e1, texture="sun.png"),  # 太阳放大 100 倍
    #     Sun(name='太阳2', mass=1.5e30, init_position=[849597870.700, 0, 0], init_velocity=[0, -8.0, 0],
    #         size_scale=5e1, texture="sun.png"),  # 太阳放大 100 倍
    #     Sun(name='太阳2', mass=1.5e30, init_position=[0, -849597870.700, 0], init_velocity=[0, -8.0, 0],
    #         size_scale=5e1, texture="sun.png"),  # 太阳放大 100 倍
    #     Earth(name='地球', mass=5.97237e24, init_position=[0, -349597870.700, 0], init_velocity=[15.50, 0, 0],
    #           size_scale=4e3, texture="earth.png", distance_scale=1),  # 地球放大 4000 倍,距离保持不变
    # ]
M
march3 已提交
246
    bodies = [
三月三net's avatar
三月三net 已提交
247 248 249
        Sun(size_scale=0.8e2),  # 太阳放大 80 倍
        Mercury(size_scale=4e3, distance_scale=1.3),  # 水星放大 4000 倍,距离放大 1.3 倍
        Venus(size_scale=4e3, distance_scale=1.3),  # 金星放大 4000 倍,距离放大 1.3 倍
三月三net's avatar
三月三net 已提交
250 251 252
        Earth(init_position=[1.12 * AU, 0, 0],
              init_velocity=[0, 29.79, 0], size_scale=4e3, distance_scale=1.3),  # 地球放大 4000 倍,距离放大 1.3 倍
        Moon(init_position=[363104 + 1.12 * AU, 0, 0],
三月三net's avatar
三月三net 已提交
253
             init_velocity=[-9, 29.79 + 1.023, 0], size_scale=4e3, distance_scale=1.3),
三月三net's avatar
三月三net 已提交
254
        Mars(size_scale=4e3, distance_scale=1.3),  # 火星放大 4000 倍,距离放大 1.3 倍
M
march3 已提交
255
        Jupiter(size_scale=0.68e3, distance_scale=0.65),  # 木星放大 680 倍,距离缩小到真实距离的 0.65
三月三net's avatar
三月三net 已提交
256 257 258 259
        Saturn(size_scale=0.68e3, distance_scale=0.52),  # 土星放大 680 倍,距离缩小到真实距离的 0.52
        Uranus(size_scale=0.8e3, distance_scale=0.36),  # 天王星放大 800 倍,距离缩小到真实距离的 0.36
        Neptune(size_scale=1e3, distance_scale=0.27),  # 海王星放大 1000 倍,距离缩小到真实距离的 0.27
        Pluto(size_scale=10e3, distance_scale=0.23),  # 冥王星放大 10000 倍,距离缩小到真实距离的 0.23(从太阳系的行星中排除)
M
march3 已提交
260
    ]
M
march3 已提交
261

三月三net's avatar
三月三net 已提交
262
    ursina_run(bodies, SECONDS_PER_DAY, position=(AU * 2, AU * 2, AU * 3), show_grid=True)