ursina_simulator.py 11.5 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
            if UrsinaConfig.seconds_per == 0:
                evolve_dt = self.evolve_dt * run_speed_factor
            else:
                evolve_dt = UrsinaConfig.seconds_per * run_speed_factor

三月三net's avatar
三月三net 已提交
87
            evolve_dt = evolve_dt * self.interval_fator
三月三net's avatar
三月三net 已提交
88
            super().evolve(evolve_dt)
M
march3 已提交
89

三月三net's avatar
三月三net 已提交
90
    def cosmic_background(self, texture='../textures/cosmic2.jpg'):
三月三net's avatar
三月三net 已提交
91 92 93 94 95
        """
        加入宇宙背景
        :param texture:
        :return:
        """
三月三net's avatar
三月三net 已提交
96 97
        # Add skybox
        from ursina import Sky
三月三net's avatar
三月三net 已提交
98 99
        Sky(texture=texture).scale = 10000

三月三net's avatar
三月三net 已提交
100 101 102 103 104
        # 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
105

三月三net's avatar
三月三net 已提交
106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123
    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
124 125 126
        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
127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146

        # 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
147
        for i in range(10):
三月三net's avatar
三月三net 已提交
148
            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
149
                                 scale=math.pow(1.03, i), alpha=0.1)
三月三net's avatar
三月三net 已提交
150 151

            lights.append(glow_entity)
三月三net's avatar
三月三net 已提交
152 153 154 155
        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
156 157 158 159 160

        # 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
161 162
        return lights

三月三net's avatar
三月三net 已提交
163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173
    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
174
    def run(self, dt, **kwargs):
三月三net's avatar
三月三net 已提交
175 176

        window.title = '宇宙模拟器'
三月三net's avatar
三月三net 已提交
177 178 179 180 181 182 183 184

        # 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
185
        # 设定时间间隔为0.01秒
三月三net's avatar
三月三net 已提交
186 187 188
        self.interval_fator = 0.01
        self.evolve_dt = dt
        self.interval = datetime.timedelta(seconds=self.interval_fator)
三月三net's avatar
三月三net 已提交
189

M
march3 已提交
190
        self.last_time = datetime.datetime.now() - datetime.timedelta(seconds=2)
三月三net's avatar
三月三net 已提交
191 192
        if "light" in kwargs:
            if kwargs["light"]:
三月三net's avatar
三月三net 已提交
193 194
                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
195
                        self.lights = self.create_fixed_star_lights(v.planet)
三月三net's avatar
三月三net 已提交
196

三月三net's avatar
三月三net 已提交
197 198 199 200
        if "show_grid" in kwargs:
            if kwargs["show_grid"]:
                WorldGrid()

三月三net's avatar
三月三net 已提交
201 202
        if "cosmic_bg" in kwargs:
            cosmic_bg = kwargs["cosmic_bg"]
三月三net's avatar
三月三net 已提交
203
            if cosmic_bg is None:
三月三net's avatar
三月三net 已提交
204
                # cosmic_bg = '../textures/cosmic1.png'
三月三net's avatar
三月三net 已提交
205 206
                # cosmic_bg = '../textures/cosmic2.jpg'
                cosmic_bg = '../textures/cosmic3.jpg'
三月三net's avatar
三月三net 已提交
207 208 209 210
            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
211 212
        ui = UrsinaUI()
        EditorCamera(ignore_paused=True)
三月三net's avatar
三月三net 已提交
213 214
        # 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
215 216
        self.app.run()

M
march3 已提交
217

三月三net's avatar
三月三net 已提交
218
if __name__ == '__main__':
M
march3 已提交
219
    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
220
    from bodies.body import AU
三月三net's avatar
三月三net 已提交
221
    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
222 223 224 225 226

    """
    3个太阳、1个地球
    """
    bodies = [
M
march3 已提交
227
        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
228
            size_scale=5e1, texture="sun.png"),  # 太阳放大 100 倍
M
march3 已提交
229
        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
230
            size_scale=5e1, texture="sun.png"),  # 太阳放大 100 倍
M
march3 已提交
231
        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
232
            size_scale=5e1, texture="sun.png"),  # 太阳放大 100 倍
M
march3 已提交
233
        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
234 235
              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
236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246
    # 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
247
    bodies = [
三月三net's avatar
三月三net 已提交
248 249 250
        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
251 252 253
        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
254
             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
255
        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
256
        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
257 258 259 260
        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
261
    ]
M
march3 已提交
262

三月三net's avatar
三月三net 已提交
263
    ursina_run(bodies, SECONDS_PER_DAY, position=(AU * 2, AU * 2, AU * 3), show_grid=True)