ursina_simulator.py 12.2 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 14

from simulators.views.ursina_view import UrsinaView, UrsinaPlayer
三月三net's avatar
三月三net 已提交
15 16 17

from simulators.simulator import Simulator
from common.system import System
M
march3 已提交
18 19
import time
import datetime
三月三net's avatar
三月三net 已提交
20
import math
三月三net's avatar
三月三net 已提交
21
from ursina import EditorCamera, PointLight, SpotLight, AmbientLight
三月三net's avatar
三月三net 已提交
22
from scenes.func import ursina_run
三月三net's avatar
三月三net 已提交
23

M
march3 已提交
24

三月三net's avatar
三月三net 已提交
25 26 27 28
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
29
        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
30
                      position=(0, -80, 0))
三月三net's avatar
三月三net 已提交
31 32 33 34 35
        # 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
36 37 38
        grid.set_light_off()


三月三net's avatar
三月三net 已提交
39 40 41
class UrsinaSimulator(Simulator):
    def __init__(self, bodies_sys: System):
        self.app = Ursina()
M
march3 已提交
42
        self.ursina_views = []
三月三net's avatar
三月三net 已提交
43 44 45 46 47 48 49
        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
50
        for i, view in enumerate(self.body_views):
三月三net's avatar
三月三net 已提交
51
            # pos = tuple(body.position)
M
march3 已提交
52 53
            # ursina_view = UrsinaView(body)
            view.update()
M
march3 已提交
54
            self.ursina_views.append(view)
三月三net's avatar
三月三net 已提交
55 56 57
            # planets.append(newPlanet)
            # x += cp[i] * 10

M
march3 已提交
58 59 60 61
    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
62 63 64 65
        value = elapsed_time >= self.interval
        if value:
            self.last_time = now
        return value
M
march3 已提交
66 67 68 69 70

    def check_and_evolve(self):
        if self.check_elapsed_time():
            super().evolve(self.evolve_dt)

三月三net's avatar
三月三net 已提交
71
    def cosmic_background(self, texture='../textures/cosmic2.jpg'):
三月三net's avatar
三月三net 已提交
72 73 74 75 76
        """
        加入宇宙背景
        :param texture:
        :return:
        """
三月三net's avatar
三月三net 已提交
77 78
        # Add skybox
        from ursina import Sky
三月三net's avatar
三月三net 已提交
79 80
        Sky(texture=texture).scale = 10000

三月三net's avatar
三月三net 已提交
81 82 83 84 85
        # 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
86

三月三net's avatar
三月三net 已提交
87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129
    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
        light = PointLight(parent=lights[0], intensity=intensity, color=light_color, attenuation=attenuation)
        lights.append(light)

        # 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()

        # if hasattr(self, "sun"):
        #     return
        # self.sun = "sun"
        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
130 131 132
        for i in range(10):
            # 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)
三月三net's avatar
三月三net 已提交
133
            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
134
                                 scale=math.pow(1.03, i), alpha=0.1)
三月三net's avatar
三月三net 已提交
135 136 137 138 139 140 141

            lights.append(glow_entity)
        # 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)
        return lights

三月三net's avatar
三月三net 已提交
142
    def run(self, dt, **kwargs):
三月三net's avatar
三月三net 已提交
143
        from ursina import EditorCamera, PointLight, SpotLight, AmbientLight, DirectionalLight
三月三net's avatar
三月三net 已提交
144 145 146 147 148
        # 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
149
        self.last_time = datetime.datetime.now() - datetime.timedelta(seconds=2)
三月三net's avatar
三月三net 已提交
150 151
        if "light" in kwargs:
            if kwargs["light"]:
三月三net's avatar
三月三net 已提交
152 153
                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
154
                        self.lights = self.create_fixed_star_lights(v.planet)
三月三net's avatar
三月三net 已提交
155

三月三net's avatar
三月三net 已提交
156 157 158 159
        if "show_grid" in kwargs:
            if kwargs["show_grid"]:
                WorldGrid()

三月三net's avatar
三月三net 已提交
160 161
        if "cosmic_bg" in kwargs:
            cosmic_bg = kwargs["cosmic_bg"]
三月三net's avatar
三月三net 已提交
162
            if cosmic_bg is None:
三月三net's avatar
三月三net 已提交
163
                # cosmic_bg = '../textures/cosmic1.png'
三月三net's avatar
三月三net 已提交
164 165
                # cosmic_bg = '../textures/cosmic2.jpg'
                cosmic_bg = '../textures/cosmic3.jpg'
三月三net's avatar
三月三net 已提交
166 167 168 169
            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
170
        EditorCamera()
三月三net's avatar
三月三net 已提交
171 172

        pause_handler = Entity(ignore_paused=True)
三月三net's avatar
三月三net 已提交
173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183
        # 加载中文字体文件
        Text.default_font = 'simsun.ttc'
        # text_time_scale = "1"
        text_time_scale_info = None

        def show_text_time_scale_info():
            nonlocal text_time_scale_info
            if text_time_scale_info is not None:
                text_time_scale_info.disable()
            text_time_scale = "控制倍率:" + str(application.time_scale).ljust(4, " ")
            text_time_scale_info = Text(text=text_time_scale, position=(-0.8, 0.5), origin=(-1, 1), background=True)
三月三net's avatar
三月三net 已提交
184 185 186

        # 按空格键则暂停
        def pause_handler_input(key):
三月三net's avatar
三月三net 已提交
187 188 189
            nonlocal text_time_scale_info
            time_scales = [0.05, 0.1, 0.2, 0.5, 1, 5, 10, 20, 30]
            print(key)
三月三net's avatar
三月三net 已提交
190 191 192 193 194 195 196
            if key == 'space':
                application.paused = not application.paused  # Pause/unpause the game.
            elif key == 'tab':
                # application.time_scale 属性控制游戏时间流逝的速度。
                # 具体来说,它是一个浮点数,用于调整游戏时间流逝速度的比例,其默认值为 1.0,表示正常速度。
                # 当你将它设置为小于 1.0 的值时,游戏时间会变慢,而设置为大于 1.0 的值时,游戏时间则会变快。
                for idx, time_scale in enumerate(time_scales):
三月三net's avatar
三月三net 已提交
197
                    if float(application.time_scale) == time_scale:
三月三net's avatar
三月三net 已提交
198 199 200 201
                        if idx < len(time_scales) - 1:
                            application.time_scale = time_scales[idx + 1]
                            break
                        else:
三月三net's avatar
三月三net 已提交
202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214
                            application.time_scale = time_scales[0]
            elif key == '+' or key == "= up":
                if application.time_scale in time_scales:
                    idx = time_scales.index(application.time_scale)
                    if idx < len(time_scales) - 1:
                        application.time_scale = time_scales[idx + 1]
            elif key == '-' or key == "- up":
                if application.time_scale in time_scales:
                    idx = time_scales.index(application.time_scale)
                    if idx > 0:
                        application.time_scale = time_scales[idx - 1]

            show_text_time_scale_info()
三月三net's avatar
三月三net 已提交
215 216

        pause_handler.input = pause_handler_input
三月三net's avatar
三月三net 已提交
217 218
        show_text_time_scale_info()
        key_info_str = "退出[按2次ESC] 方位控制[鼠标QWEASD] 开始暂停[空格] 控制倍率[Tab - +]"
三月三net's avatar
三月三net 已提交
219
        key_info = Text(text=key_info_str, position=(-0.8, 0.5), origin=(-1, 1), background=True)
三月三net's avatar
三月三net 已提交
220 221
        self.app.run()

M
march3 已提交
222

三月三net's avatar
三月三net 已提交
223
if __name__ == '__main__':
M
march3 已提交
224
    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
225
    from bodies.body import AU
三月三net's avatar
三月三net 已提交
226
    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
227 228 229 230 231

    """
    3个太阳、1个地球
    """
    bodies = [
M
march3 已提交
232
        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
233
            size_scale=5e1, texture="sun.png"),  # 太阳放大 100 倍
M
march3 已提交
234
        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
235
            size_scale=5e1, texture="sun.png"),  # 太阳放大 100 倍
M
march3 已提交
236
        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
237
            size_scale=5e1, texture="sun.png"),  # 太阳放大 100 倍
M
march3 已提交
238
        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
239 240
              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
241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251
    # 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
252
    bodies = [
三月三net's avatar
三月三net 已提交
253 254 255
        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
256 257 258
        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
259
             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
260
        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
261
        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
262 263 264 265
        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
266
    ]
M
march3 已提交
267

三月三net's avatar
三月三net 已提交
268
    ursina_run(bodies, SECONDS_PER_DAY, position=(AU * 2, AU * 2, AU * 3), show_grid=True)