ursina_simulator.py 13.5 KB
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# -*- 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
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10 11
from ursina import Ursina, window, Entity, Grid, Mesh, camera, Text, application, color, mouse, Vec2, Vec3, \
    load_texture, held_keys
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12
from ursina.prefabs.first_person_controller import FirstPersonController
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from simulators.ursina.ursina_ui import UrsinaUI
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from simulators.views.ursina_view import UrsinaView, UrsinaPlayer
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16
from simulators.ursina.ursina_config import UrsinaConfig
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17 18
from simulators.simulator import Simulator
from common.system import System
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19 20
import time
import datetime
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21
import math
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22
from ursina import EditorCamera, PointLight, SpotLight, AmbientLight, DirectionalLight  # , SunLight
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from scenes.func import ursina_run
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24

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26 27 28 29
class WorldGrid(Entity):  # Entity # 定义构造方法
    def __init__(self):
        super().__init__()
        s = 100
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30
        grid = Entity(model=Grid(s, s), scale=s * 20, color=color.rgba(255, 255, 255, 20), rotation_x=90,
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31
                      position=(0, -80, 0))
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32 33 34 35 36
        # 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()
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37 38 39
        grid.set_light_off()


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40 41 42
class UrsinaSimulator(Simulator):
    def __init__(self, bodies_sys: System):
        self.app = Ursina()
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43
        self.ursina_views = []
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44 45 46 47 48 49 50
        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
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51
        for i, view in enumerate(self.body_views):
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52
            # pos = tuple(body.position)
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53 54
            # ursina_view = UrsinaView(body)
            view.update()
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55
            self.ursina_views.append(view)
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56 57 58
            # planets.append(newPlanet)
            # x += cp[i] * 10

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

    def check_and_evolve(self):
        if self.check_elapsed_time():
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70 71
            run_speed_factor = UrsinaConfig.run_speed_factor
            super().evolve(self.evolve_dt * run_speed_factor)
M
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72

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73
    def cosmic_background(self, texture='../textures/cosmic2.jpg'):
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74 75 76 77 78
        """
        加入宇宙背景
        :param texture:
        :return:
        """
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79 80
        # Add skybox
        from ursina import Sky
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81 82
        Sky(texture=texture).scale = 10000

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83 84 85 86 87
        # 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))
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88

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89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106
    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
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107 108 109
        for i in range(2):
            light = PointLight(parent=lights[0], intensity=intensity, color=light_color, attenuation=attenuation)
            lights.append(light)
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110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129

        # 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
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130
        for i in range(10):
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131
            glow_entity = Entity(parent=entity, model='sphere', color=color.rgba(1.0, 0.6, 0.2, 1),
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132
                                 scale=math.pow(1.03, i), alpha=0.1)
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133 134

            lights.append(glow_entity)
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135 136 137 138
        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)
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139 140 141 142 143

        # 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)

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144 145
        return lights

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146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158
    # def create_asteroids(self):
    #     """
    #     小行星
    #     :return:
    #     """
    #     from simulators.views.ursina_mesh import create_torus,create_body_torus
    #     textureAsteroids = '../textures/asteroids.png'
    #     body_torus = create_torus(9, 10, 64)
    #     asteroids = Entity(model=body_torus, texture=textureAsteroids, scale=10, rotation=(90, 0, 0), double_sided=True)
    #     asteroids.x = 0
    #     asteroids.y = 0
    #     asteroids.z = 0
    #     asteroids.set_light_off()
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160
    def run(self, dt, **kwargs):
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161
        from ursina import EditorCamera, PointLight, SpotLight, AmbientLight, DirectionalLight
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162 163 164 165 166
        # 设定时间间隔为0.01秒
        interval = 0.01
        self.evolve_dt = dt * interval
        self.interval = datetime.timedelta(seconds=interval)

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167
        self.last_time = datetime.datetime.now() - datetime.timedelta(seconds=2)
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168 169
        if "light" in kwargs:
            if kwargs["light"]:
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170 171
                for v in self.ursina_views:
                    if v.body.is_fixed_star:
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172
                        self.lights = self.create_fixed_star_lights(v.planet)
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173

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174 175 176 177
        if "show_grid" in kwargs:
            if kwargs["show_grid"]:
                WorldGrid()

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178 179
        if "cosmic_bg" in kwargs:
            cosmic_bg = kwargs["cosmic_bg"]
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180
            if cosmic_bg is None:
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181
                # cosmic_bg = '../textures/cosmic1.png'
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182 183
                # cosmic_bg = '../textures/cosmic2.jpg'
                cosmic_bg = '../textures/cosmic3.jpg'
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184 185 186 187
            import os
            if cosmic_bg is not None and os.path.exists(cosmic_bg):
                self.cosmic_background(cosmic_bg)

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188 189
        # self.create_asteroids()

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190

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191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247
        ui = UrsinaUI()
        # mouse.visible = True
        EditorCamera(ignore_paused=True)
        # pause_handler = Entity(ignore_paused=True)
        # # 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)
        #
        # # 按空格键则暂停
        # def pause_handler_input(key):
        #     nonlocal text_time_scale_info
        #     time_scales = [0.05, 0.1, 0.2, 0.5, 1, 5, 10, 20, 30]
        #     # print(key)
        #     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):
        #             if float(application.time_scale) == time_scale:
        #                 if idx < len(time_scales) - 1:
        #                     application.time_scale = time_scales[idx + 1]
        #                     break
        #                 else:
        #                     application.time_scale = time_scales[0]
        #     elif key == '+':
        #         UrsinaConfig.run_speed_factor *= 2
        #     elif key == "= up":
        #         UrsinaConfig.body_spin_factor  *= 2
        #         # 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 == '-':
        #         UrsinaConfig.run_speed_factor *= 0.5
        #     elif key == "- up":
        #         UrsinaConfig.body_spin_factor *= 0.5
        #         # 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()
        #
        # pause_handler.input = pause_handler_input
        # 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 - +]"
        # key_info = Text(text=key_info_str, position=(-0.8, 0.5), origin=(-1, 1), background=True)
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248 249
        self.app.run()

M
march3 已提交
250

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三月三net 已提交
251
if __name__ == '__main__':
M
march3 已提交
252
    from bodies import Sun, Mercury, Venus, Earth, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptune, Pluto, Moon
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253
    from bodies.body import AU
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254
    from common.consts import SECONDS_PER_WEEK, SECONDS_PER_DAY, SECONDS_PER_HALF_DAY
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255 256 257 258 259

    """
    3个太阳、1个地球
    """
    bodies = [
M
march3 已提交
260
        Sun(name='太阳1', mass=1.5e30, init_position=[849597870.700, 0, 0], init_velocity=[0, 7.0, 0],
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261
            size_scale=5e1, texture="sun.png"),  # 太阳放大 100 倍
M
march3 已提交
262
        Sun(name='太阳2', mass=2e30, init_position=[0, 0, 0], init_velocity=[0, -8.0, 0],
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三月三net 已提交
263
            size_scale=5e1, texture="sun.png"),  # 太阳放大 100 倍
M
march3 已提交
264
        Sun(name='太阳3', mass=2.5e30, init_position=[0, -849597870.700, 0], init_velocity=[18.0, 0, 0],
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三月三net 已提交
265
            size_scale=5e1, texture="sun.png"),  # 太阳放大 100 倍
M
march3 已提交
266
        Earth(name='地球', init_position=[0, -349597870.700, 0], init_velocity=[15.50, 0, 0],
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267 268
              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
269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279
    # 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
280
    bodies = [
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281 282 283
        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
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284 285 286
        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],
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287
             init_velocity=[-9, 29.79 + 1.023, 0], size_scale=4e3, distance_scale=1.3),
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288
        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
289
        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
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290 291 292 293
        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
294
    ]
M
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295

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296
    ursina_run(bodies, SECONDS_PER_DAY, position=(AU * 2, AU * 2, AU * 3), show_grid=True)