Python超人-宇宙模拟器

bodies/body.py

@@ -90,6 +90,8 @@ class Body(metaclass=ABCMeta):
         self.resolution = None
         self.light_disable = False
 
+        self.__has_rings = False
+
     def set_light_disable(self, value):
         """
         设置灯光为无效
@@ -150,7 +152,11 @@ class Body(metaclass=ABCMeta):
         是否为带光环的天体（土星为 True）
         :return:
         """
-        return False
+        return self.__has_rings
+
+    @has_rings.setter
+    def has_rings(self, value):
+        self.__has_rings = value
 
     @property
     def is_fixed_star(self):
@@ -402,7 +408,17 @@ class Body(metaclass=ABCMeta):
                     body_data.pop("is_fixed_star")
                     body = FixedStar(**body_data)
                 else:
+                    has_rings = False
+                    if "has_rings" in body_data:
+                        if body_data["has_rings"]:
+                            has_rings = True
+                            body_data.pop("has_rings")
+
                     body = Body(**body_data)
+
+                    if has_rings:
+                        body.has_rings = True
+
                 # [x, y, z]->[-y, z, x]
                 # body.init_velocity = [-body.init_velocity[1],body.init_velocity[2],body.init_velocity[0]]
                 # body.init_position = [-body.init_position[1],body.init_position[2],body.init_position[0]]

data/gravity_slingshot_2.json

+{
+  "bodies": [
+    {
+      "name": "木星",
+      "mass": 1.8982e+27,
+      "init_position": [
+        -37399468.0,
+        0.0,
+        0.0
+      ],
+      "init_velocity": [
+        0.0,
+        0.0,
+        0.0
+      ],
+      "density": 1326.0,
+      "color": [
+        173,
+        121,
+        92
+      ],
+      "texture": "jupiter1.jpg",
+      "size_scale": 100.0,
+      "distance_scale": 1.0,
+      "rotation_speed": 36.2537,
+      "ignore_mass": false,
+      "is_fixed_star": false,
+      "trail_color": [
+        173,
+        121,
+        92
+      ]
+    },
+    {
+      "name": "土星",
+      "mass": 5.6834e+26,
+      "init_position": [
+        -183577232.0,
+        0.0,
+        99731912.0
+      ],
+      "init_velocity": [
+        0.0,
+        0.0,
+        0.0
+      ],
+      "density": 687.0,
+      "color": [
+        219,
+        189,
+        159
+      ],
+      "has_rings": true,
+      "texture": "saturn.jpg",
+      "size_scale": 100.0,
+      "distance_scale": 1.0,
+      "rotation_speed": 33.7711,
+      "ignore_mass": false,
+      "is_fixed_star": false,
+      "trail_color": [
+        219,
+        189,
+        159
+      ]
+    },
+    {
+      "name": "地球",
+      "mass": 5.97237e+24,
+      "init_position": [
+        0.0,
+        0.0,
+        0.0
+      ],
+      "init_velocity": [
+        -38.0,
+        0.0,
+        -0.20000000298023224
+      ],
+      "density": 5507.85,
+      "color": [
+        7,
+        0,
+        162
+      ],
+      "texture": "earth1.jpg",
+      "size_scale": 300.0,
+      "distance_scale": 1.0,
+      "rotation_speed": 15,
+      "ignore_mass": false,
+      "is_fixed_star": false,
+      "trail_color": [
+        7,
+        0,
+        162
+      ]
+    }
+  ],
+  "params": {
+    "dt": 604800,
+    "position": [
+      -80000000.0,
+      29919574.139999997,
+      -224396806.04999998
+    ],
+    "show_trail": true,
+    "show_name": false
+  }
+}
\ No newline at end of file

sim_scenes/fiction/fixed_stars_2.py

+# -*- coding:utf-8 -*-
+# title           :恒星演示
+# description     :恒星演示
+# author          :Python超人
+# date            :2023-02-11
+# link            :https://gitcode.net/pythoncr/
+# python_version  :3.8
+# ==============================================================================
+from bodies import Sun, Earth, Sirius, Rigel, Bellatrix, Alcyone, Antares, Arcturus, Aldebaran, Betelgeuse
+from bodies import EtaCarinae, YCanumVenaticorum, VYCanisMajoris, UYScuti, CarinaeV382, Stephenson_2_18
+from common.consts import SECONDS_PER_WEEK, SECONDS_PER_MONTH, SECONDS_PER_YEAR, SECONDS_PER_DAY
+from sim_scenes.func import mayavi_run, mpl_run, ursina_run
+from bodies.body import Body, AU
+
+if __name__ == '__main__':
+    """
+    恒星演示   
+    """
+    # 构建两个天体对象（太阳、地球）
+    D = 5e5
+    SIZE_SCALE = 0.5
+    bodies = [
+        Earth(size_scale=SIZE_SCALE, ignore_mass=True),
+        Sun(size_scale=SIZE_SCALE, ignore_mass=True),                # 太阳
+        # Sirius(size_scale=SIZE_SCALE, ignore_mass=True),             # 天狼星A      质量倍数 2.02   半径倍数 1.71
+        Bellatrix(size_scale=SIZE_SCALE, ignore_mass=True),          # 参宿五       质量倍数 8.6    半径倍数 5.75
+        # Alcyone(size_scale=SIZE_SCALE, ignore_mass=True),            # 昴宿六       质量倍数 6      半径倍数 9.5
+        Arcturus(size_scale=SIZE_SCALE, ignore_mass=True),           # 大角星       质量倍数 1.1    半径倍数 25.7
+        # Aldebaran(size_scale=SIZE_SCALE, ignore_mass=True),          # 毕宿五       质量倍数 1.16   半径倍数 44.13
+        Rigel(size_scale=SIZE_SCALE, ignore_mass=True),              # 参宿七       质量倍数 18     半径倍数 78
+        # YCanumVenaticorum(size_scale=SIZE_SCALE, ignore_mass=True),  # 猎犬座Y      质量倍数 3.0    半径倍数 215
+        EtaCarinae(size_scale=SIZE_SCALE, ignore_mass=True),         # 海山二       质量倍数 125    半径倍数 278
+        # Antares(size_scale=SIZE_SCALE, ignore_mass=True),            # 心宿二       质量倍数 15     半径倍数 680
+        CarinaeV382(size_scale=SIZE_SCALE, ignore_mass=True),        # 船底座V382   质量倍数 39     半径倍数 747
+        # Betelgeuse(size_scale=SIZE_SCALE, ignore_mass=True),        # 参宿四       质量倍数 19     半径倍数 1180
+        # VYCanisMajoris(size_scale=SIZE_SCALE, ignore_mass=True),     # 大犬座VY     质量倍数 30     半径倍数 1400
+        # UYScuti(size_scale=SIZE_SCALE, ignore_mass=True),            # 盾牌座 UY    质量倍数 10     半径倍数 1708
+        Stephenson_2_18(size_scale=SIZE_SCALE, ignore_mass=True)     # 史蒂文森2-18 质量倍数 40.0   半径倍数 2150
+    ]
+    distance_sum = 0
+    for idx, body in enumerate(bodies):
+        body.rotation_speed /= 10
+        if body.is_fixed_star:
+            body.light_on = False  # 关闭灯光效果，只有太阳对地球有灯光效果
+        if idx == 0:
+            d = 0
+        else:
+            # d = (body.raduis + bodies[idx - 1].raduis) * SIZE_SCALE
+            d = pow((body.raduis + bodies[idx - 1].raduis) * SIZE_SCALE, 1.0) * 1.1
+            # d = body.raduis * SIZE_SCALE
+        # d = (body.diameter + bodies[idx - 1].diameter) * SIZE_SCALE * 1.1 + D
+        body.init_velocity = [0, 0, 0]
+        # body.init_position = [-(distance_sum + d), AU, body.raduis * SIZE_SCALE]
+        # d = (distance_sum + d)
+        body.init_position = [-body.raduis * SIZE_SCALE / 1.1, body.raduis * SIZE_SCALE/ 1.1, d]
+        distance_sum += d
+
+    # 使用 ursina 查看的运行效果
+    # 常用快捷键： P：运行和暂停  O：重新开始  I：显示天体轨迹
+    # position = 左-右+、上+下-、前+后-
+    ursina_run(bodies, SECONDS_PER_WEEK, position=(0, 100000, -AU / 500),
+               show_name=True, bg_music="sounds/universe_03.mp3")

sim_scenes/func.py

@@ -94,7 +94,7 @@ def ursina_run(bodies,
                                                  "show_trail": show_trail, "show_name": show_name})
             print(f"{save_as_json} 文件生成成功！")
         except Exception as e:
-            print(f"{save_as_json} 文件生成失败！" + str(e))
+            raise Exception(f"{save_as_json} 文件生成失败！" + str(e))
         return
     simulator = UrsinaSimulator(body_sys)
     view_azimuth = 0  # 暂时未用

sim_scenes/science/gravity_slingshot_2.py

@@ -13,17 +13,19 @@ from bodies.body import AU
 
 if __name__ == '__main__':
     """
-    模拟流浪地球经过木星、土星加速
+    模拟流浪地球通过木星、土星加速
     """
+    # params 为不同参数量的加速效果，j_pos为木星位置；s_pos为土星位置；e_vel为地球初始速度
+    # 地球初始速度≈36km/s，通过木星加速到 42.43km/s(加速度为0时的速度)，再通过土星加速到 108.64km/s(加速度为0时的速度)
+    params = {"j_pos": [-AU / 4, 0, 0], "s_pos": [-0.9 * AU + 7.5e6, 0, AU / 1.5], "e_vel": [-36, 0, -0.2]}
+
+    # 地球初始速度≈38km/s，通过木星加速到 51.96km/s(加速度为0时的速度)，再通过土星加速到 71.27km/s(加速度为0时的速度)
+    params = {"j_pos": [-AU / 4, 0, 0], "s_pos": [-1.3 * AU + 1.09e7, 0, AU / 1.5], "e_vel": [-38, 0, -0.2]}
+
     bodies = [
-        Jupiter(size_scale=1e2, init_position=[-AU / 4, 0, 0], init_velocity=[0, 0, 0]),  # 木星放大 100 倍
-        Saturn(size_scale=1e2, init_position=[-1.5 * AU, 0, AU / 1.5], init_velocity=[0, 0, 0]),  # 土星放大 100 倍
-        Earth(size_scale=3e2,  # 地球放大 300 倍
-              init_position=[0, 0, 0],  #
-              # init_velocity=[0, 33, -1],
-              init_velocity=[-10, 0, -1],  # 朝向木星的速度为 38km/s，-1 km/s 是为了防止地球正面对着木星冲去
-              # init_velocity=[0, 50, -1],
-              ),
+        Jupiter(size_scale=1e2, init_position=params["j_pos"], init_velocity=[0, 0, 0]),  # 木星放大 100 倍
+        Saturn(size_scale=1e2, init_position=params["s_pos"], init_velocity=[0, 0, 0]),  # 土星放大 100 倍
+        Earth(size_scale=3e2, init_position=[0, 0, 0], init_velocity=params["e_vel"]),  # 地球放大 300 倍
     ]
 
     # 使用 mayavi 查看的运行效果
@@ -32,4 +34,4 @@ if __name__ == '__main__':
     # 使用 ursina 查看的运行效果
     # 常用快捷键： P：运行和暂停  O：重新开始  I：显示天体轨迹
     # position = 左-右+、上+下-、前+后-
-    ursina_run(bodies, SECONDS_PER_MONTH, position=(0, AU / 2, -2 * AU), show_trail=True, view_closely=True)
+    ursina_run(bodies, SECONDS_PER_WEEK, position=(-8e7, AU / 5, -1.5 * AU), show_trail=True, view_closely=True)

sim_scenes/solar_system/earth_at_night.py

@@ -23,9 +23,9 @@ if __name__ == '__main__':
         Earth(texture="earth_at_night_hd.jpg",
               init_position=[0, 0, 0], init_velocity=[0, 0, 0],
               size_scale=100, ignore_mass=True).set_resolution(resolution),
-        Earth(texture="earth_hd.jpg",
-              init_position=[-10, 0, 0], init_velocity=[0, 0, 0],
-              size_scale=100, ignore_mass=True).set_resolution(resolution)
+        # Earth(texture="earth_hd.jpg",
+        #       init_position=[-10, 0, 0], init_velocity=[0, 0, 0],
+        #       size_scale=100, ignore_mass=True).set_resolution(resolution)
     ]
     # 使用 ursina 查看的运行效果
     # 常用快捷键： P：运行和暂停  O：重新开始  I：显示天体轨迹

sim_scenes/ursina_json_sim.py

@@ -29,7 +29,9 @@ if __name__ == '__main__':
     # TODO: 去掉注释，完美数据的三体模型的演示05（画大花）
     # bodies, params = Body.build_bodies_from_json('../data/tri_bodies_perfect_05.json')
     # TODO: 去掉注释，引力弹弓的演示
-    bodies, params = Body.build_bodies_from_json('../data/gravity_slingshot.json')
+    # bodies, params = Body.build_bodies_from_json('../data/gravity_slingshot.json')
+    # TODO: 去掉注释，引力弹弓的演示2(通过木星、土星加速)
+    bodies, params = Body.build_bodies_from_json('../data/gravity_slingshot_2.json')
 
     dt = params["dt"] if "dt" in params else SECONDS_PER_YEAR
     position = params["position"] if "position" in params else (0, 0, 0)

simulators/ursina/entities/entity_utils.py

@@ -27,14 +27,16 @@ def create_name_text(parent):
     @return:
     """
     b_color = parent.body_view.color
-    parent.name_text = Text(parent.body_view.body.name, scale=1, billboard=True, parent=parent,
+    name_text = Text(parent.body_view.body.name, scale=1, billboard=True, parent=parent,
                             font=UrsinaConfig.CN_FONT, background=True,
                             origin=(0, 0))
-    parent.name_text.background.color = color.rgba(b_color[0], b_color[1], b_color[2], 0.3)
+    name_text.background.color = color.rgba(b_color[0], b_color[1], b_color[2], 0.3)
+    name_text.resolution = 24
     # self.name_text.scale = self.scale
     inverse_color = get_inverse_color(b_color)
-    parent.name_text.color = color.rgba(inverse_color[0], inverse_color[1], inverse_color[2], 1)
-    return parent.name_text
+    name_text.color = color.rgba(inverse_color[0], inverse_color[1], inverse_color[2], 1)
+    parent.name_text = name_text
+    return name_text
 
 
 def trail_init(parent):