ursina_simulator.py 13.2 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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13 14

from simulators.views.ursina_view import UrsinaView, UrsinaPlayer
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15
from simulators.ursina.ursina_config import UrsinaConfig
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16 17
from simulators.simulator import Simulator
from common.system import System
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18 19
import time
import datetime
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20
import math
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21
from ursina import EditorCamera, PointLight, SpotLight, AmbientLight, DirectionalLight  # , SunLight
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from scenes.func import ursina_run
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23

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25 26 27 28
class WorldGrid(Entity):  # Entity # 定义构造方法
    def __init__(self):
        super().__init__()
        s = 100
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29
        grid = Entity(model=Grid(s, s), scale=s * 20, color=color.rgba(255, 255, 255, 20), rotation_x=90,
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30
                      position=(0, -80, 0))
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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()
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36 37 38
        grid.set_light_off()


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39 40 41
class UrsinaSimulator(Simulator):
    def __init__(self, bodies_sys: System):
        self.app = Ursina()
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42
        self.ursina_views = []
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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
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50
        for i, view in enumerate(self.body_views):
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51
            # pos = tuple(body.position)
M
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52 53
            # ursina_view = UrsinaView(body)
            view.update()
M
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54
            self.ursina_views.append(view)
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55 56 57
            # planets.append(newPlanet)
            # x += cp[i] * 10

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

    def check_and_evolve(self):
        if self.check_elapsed_time():
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69 70
            run_speed_factor = UrsinaConfig.run_speed_factor
            super().evolve(self.evolve_dt * run_speed_factor)
M
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72
    def cosmic_background(self, texture='../textures/cosmic2.jpg'):
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73 74 75 76 77
        """
        加入宇宙背景
        :param texture:
        :return:
        """
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78 79
        # Add skybox
        from ursina import Sky
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80 81
        Sky(texture=texture).scale = 10000

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82 83 84 85 86
        # 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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87

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88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105
    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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106 107 108
        for i in range(2):
            light = PointLight(parent=lights[0], intensity=intensity, color=light_color, attenuation=attenuation)
            lights.append(light)
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109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128

        # 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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129
        for i in range(10):
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130
            glow_entity = Entity(parent=entity, model='sphere', color=color.rgba(1.0, 0.6, 0.2, 1),
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131
                                 scale=math.pow(1.03, i), alpha=0.1)
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132 133

            lights.append(glow_entity)
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134 135 136 137
        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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138 139 140 141 142

        # 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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143 144
        return lights

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145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157
    # 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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158

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159
    def run(self, dt, **kwargs):
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160
        from ursina import EditorCamera, PointLight, SpotLight, AmbientLight, DirectionalLight
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161 162 163 164 165
        # 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
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166
        self.last_time = datetime.datetime.now() - datetime.timedelta(seconds=2)
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167 168
        if "light" in kwargs:
            if kwargs["light"]:
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169 170
                for v in self.ursina_views:
                    if v.body.is_fixed_star:
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171
                        self.lights = self.create_fixed_star_lights(v.planet)
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172

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173 174 175 176
        if "show_grid" in kwargs:
            if kwargs["show_grid"]:
                WorldGrid()

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177 178
        if "cosmic_bg" in kwargs:
            cosmic_bg = kwargs["cosmic_bg"]
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179
            if cosmic_bg is None:
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180
                # cosmic_bg = '../textures/cosmic1.png'
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181 182
                # cosmic_bg = '../textures/cosmic2.jpg'
                cosmic_bg = '../textures/cosmic3.jpg'
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183 184 185 186
            import os
            if cosmic_bg is not None and os.path.exists(cosmic_bg):
                self.cosmic_background(cosmic_bg)

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187 188
        # self.create_asteroids()

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189
        EditorCamera(ignore_paused=True)
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190 191

        pause_handler = Entity(ignore_paused=True)
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192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202
        # 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)
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203 204 205

        # 按空格键则暂停
        def pause_handler_input(key):
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206 207
            nonlocal text_time_scale_info
            time_scales = [0.05, 0.1, 0.2, 0.5, 1, 5, 10, 20, 30]
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208
            # print(key)
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209 210 211 212 213 214 215
            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):
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216
                    if float(application.time_scale) == time_scale:
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217 218 219 220
                        if idx < len(time_scales) - 1:
                            application.time_scale = time_scales[idx + 1]
                            break
                        else:
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221
                            application.time_scale = time_scales[0]
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222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237
            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]
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238 239

            show_text_time_scale_info()
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240 241

        pause_handler.input = pause_handler_input
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242 243
        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 - +]"
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244
        key_info = Text(text=key_info_str, position=(-0.8, 0.5), origin=(-1, 1), background=True)
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245 246
        self.app.run()

M
march3 已提交
247

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248
if __name__ == '__main__':
M
march3 已提交
249
    from bodies import Sun, Mercury, Venus, Earth, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptune, Pluto, Moon
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250
    from bodies.body import AU
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251
    from common.consts import SECONDS_PER_WEEK, SECONDS_PER_DAY, SECONDS_PER_HALF_DAY
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252 253 254 255 256

    """
    3个太阳、1个地球
    """
    bodies = [
M
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257
        Sun(name='太阳1', mass=1.5e30, init_position=[849597870.700, 0, 0], init_velocity=[0, 7.0, 0],
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258
            size_scale=5e1, texture="sun.png"),  # 太阳放大 100 倍
M
march3 已提交
259
        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
260
            size_scale=5e1, texture="sun.png"),  # 太阳放大 100 倍
M
march3 已提交
261
        Sun(name='太阳3', mass=2.5e30, init_position=[0, -849597870.700, 0], init_velocity=[18.0, 0, 0],
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262
            size_scale=5e1, texture="sun.png"),  # 太阳放大 100 倍
M
march3 已提交
263
        Earth(name='地球', init_position=[0, -349597870.700, 0], init_velocity=[15.50, 0, 0],
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264 265
              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
266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276
    # 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
277
    bodies = [
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三月三net 已提交
278 279 280
        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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三月三net 已提交
281 282 283
        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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284
             init_velocity=[-9, 29.79 + 1.023, 0], size_scale=4e3, distance_scale=1.3),
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三月三net 已提交
285
        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
286
        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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287 288 289 290
        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
291
    ]
M
march3 已提交
292

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293
    ursina_run(bodies, SECONDS_PER_DAY, position=(AU * 2, AU * 2, AU * 3), show_grid=True)