# -*- coding:utf-8 -*- # title :场景用功能库 # description :场景用功能库 # author :Python超人 # date :2023-02-11 # link :https://gitcode.net/pythoncr/ # python_version :3.8 # ============================================================================== import matplotlib.pyplot as plt from common.consts import SECONDS_PER_WEEK, SECONDS_PER_DAY, SECONDS_PER_HALF_DAY from common.system import System from simulators.ursina.ursina_config import UrsinaConfig from simulators.ursina.ursina_event import UrsinaEvent def mayavi_run(bodies, dt=SECONDS_PER_WEEK, view_azimuth=0, view_distance='auto', view_focalpoint='auto', bgcolor=(1 / 255, 1 / 255, 30 / 255)): """ 用 mayavi 查看运行效果 :param bodies: 天体 :param dt: 单位：秒，按时间差进行演变，值越小越精确，但演变速度会慢。 :param view_azimuth: 观测方位角，可选，float类型（以度为单位，0-360），用x轴投影到x-y平面上的球体上的位置矢量所对的角度。 :param view_distance: 观测距离，可选，float类型 or 'auto',一个正浮点数，表示距放置相机的焦点的距离。 :param view_focalpoint: 观测焦点，可选，类型为一个由3个浮点数组成的数组 or 'auto'，，代表观测相机的焦点 :param bgcolor: :return: """ from mayavi import mlab from simulators.mayavi_simulator import MayaviSimulator # 宇宙背景色 mlab.figure(bgcolor=bgcolor, size=(1440, 810)) body_sys = System(bodies) simulator = MayaviSimulator(body_sys) simulator.run(dt) # azimuth: # 观测方位角，可选，float类型（以度为单位，0-360），用x轴投影到x-y平面上的球体上的位置矢量所对的角度。 # elevation: # 观测天顶角，可选，float类型（以度为单位，0-180）, 位置向量和z轴所对的角度。 # distance: # 观测距离，可选，float类型 or 'auto',一个正浮点数，表示距放置相机的焦点的距离。 # Mayavi 3.4.0中的新功能：'auto' 使得距离为观察所有对象的最佳位置。 # focalpoint: # 观测焦点，可选，类型为一个由3个浮点数组成的数组 or 'auto'，，代表观测相机的焦点 # Mayavi 3.4.0中的新功能：'auto'，则焦点位于场景中所有对象的中心。 # roll: # 控制滚动，可选，float类型，即摄影机围绕其轴的旋转 # reset_roll: # 布尔值，可选。如果为True，且未指定“滚动”，则重置相机的滚动方向。 # figure: # 要操作的Mayavi图形。如果为 None，则使用当前图形。 mlab.view(azimuth=view_azimuth, distance=view_distance, focalpoint=view_focalpoint) # mlab.view(azimuth=-45, elevation=45, distance=100e8 * 2 * 2 * 4 * 4, focalpoint=[5e10, 5e10, 5e9]) mlab.show() def ursina_run(bodies, dt=SECONDS_PER_HALF_DAY, position=(0, 0, 0), # view_azimuth=0, 摄像头观测方位角，可选，float类型（以度为单位，0-360） # ignore_mass: 忽略所有天体的引力 cosmic_bg=None, bg_music=None, show_grid=True, show_trail=False, show_name=False, show_timer=False, save_as_json=None, view_closely=False): """ ursina 模拟器运行天体 @param bodies: 天体集合 @param dt: 单位：秒，按时间差进行演变，值越小越精确，但演变速度会慢。 @param position: 摄像头位置 @param cosmic_bg: 宇宙背景图片 @param bg_music: 背景音乐 @param show_grid: 是否显示空间网格 @param show_trail: 是否显示拖尾 @param show_name: 是否显示天体名称 @param show_timer: 是否显示计时器 @param save_as_json: 将所有天体的信息保存为 json 文件 @param view_closely: 是否近距离查看天体 @return: """ from simulators.ursina_simulator import UrsinaSimulator from simulators.ursina.entities.ursina_player import UrsinaPlayer body_sys = System(bodies) if show_name: for body in body_sys.bodies: body.show_name = True if save_as_json is not None: try: body_sys.save_to_json(save_as_json, {"dt": dt, "position": position, "show_trail": show_trail, "show_name": show_name}) print(f"{save_as_json} 文件生成成功！") except Exception as 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 player = UrsinaPlayer(position, view_azimuth, simulator.ursina_views) def callback_update(): UrsinaEvent.on_application_run() for ursina_view in simulator.ursina_views: simulator.check_and_evolve() if ursina_view.appeared: ursina_view.update() # print('....') import sys sys.modules["__main__"].update = callback_update if show_trail: UrsinaConfig.show_trail = show_trail simulator.run(dt, cosmic_bg=cosmic_bg, show_grid=show_grid, show_timer=show_timer, bg_music=bg_music, view_closely=view_closely) def mpl_run(bodies, dt=SECONDS_PER_WEEK, gif_file_name=None, gif_max_frame=200): """ :param bodies: 天体 :param dt: 单位：秒，按时间差进行演变，值越小越精确，但演变速度会慢。 :param gif_file_name: 导出的 gif 文件名，如果为空，则显示动画 :return: """ from simulators.mpl_simulator import MplSimulator body_sys = System(bodies) simulator = MplSimulator(body_sys) simulator.run(dt, gif_file_name=gif_file_name, gif_max_frame=gif_max_frame) COSMIC_BG_COLOR = "#002563" COSMIC_FORE_COLOR = "white" def create_fig_ax(styles={}): bg_color = styles["bg_color"] if "bg_color" in styles else COSMIC_BG_COLOR fore_color = styles["fore_color"] if "fore_color" in styles else COSMIC_FORE_COLOR if bg_color is None: fig = plt.figure('天体模拟运行效果', figsize=(20, 12)) else: fig = plt.figure('天体模拟运行效果', figsize=(20, 12), facecolor=bg_color) ax = fig.gca(projection="3d") return fig, ax def create_solar_system_bodies(ignore_mass=False, init_velocity=None): """ 创建太阳系天体（忽略质量，引力无效，初速度全部为0） 太阳、小行星环、 八大行星：木星(♃)、土星(♄)、天王星(♅)、海王星(♆)、地球(⊕)、金星(♀)、火星(♂)、水星(☿) 冥王星 以下展示的效果为太阳系真实的距离 @return: """ from bodies import Sun, Mercury, Venus, Earth, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptune, Pluto sun = Sun(name="太阳", size_scale=0.6e2) # 太阳放大 60 倍，距离保持不变 bodies = [ sun, Mercury(name="水星", size_scale=2e3), # 水星放大 2000 倍，距离保持不变 Venus(name="金星", size_scale=2e3), # 金星放大 2000 倍，距离保持不变 Earth(name="地球", size_scale=2e3), # 地球放大 2000 倍，距离保持不变 Mars(name="火星", size_scale=2e3), # 火星放大 2000 倍，距离保持不变 # Asteroids(name="小行星群", size_scale=3.2e2, # parent=sun), # 小行星群模拟(仅 ursina 模拟器支持) Jupiter(name="木星", size_scale=0.5e3), # 木星放大 500 倍，距离保持不变 Saturn(name="土星", size_scale=0.5e3), # 土星放大 500 倍，距离保持不变 Uranus(name="天王星", size_scale=0.6e3), # 天王星放大 600 倍，距离保持不变 Neptune(name="海王星", size_scale=1e3), # 海王星放大 1000 倍，距离保持不变 Pluto(name="冥王星", size_scale=10e3), # 冥王星放大 10000 倍，距离保持不变(从太阳系的行星中排除) ] # 遍历所有天体， for idx, body in enumerate(bodies): body.set_ignore_mass(ignore_mass) # 忽略质量（引力无效） if init_velocity is not None: body.init_velocity = init_velocity return bodies def create_light(size_scale, init_position): """ 用天体模拟一个光子 @return: """ from bodies import Body return Body(name='光速', mass=0, size_scale=size_scale, color=(255, 255, 0), init_position=init_position, init_velocity=[0, 0, 299792.458]).set_light_disable(True) # 1光速=299792.458 千米/秒(km/秒) def create_text_panel(width=0.35, height=.5): # 创建一个 Panel 组件 from ursina import Text, Panel, color, camera, Vec3 panel = Panel( parent=None, model='quad', # texture='white_cube', color=color.gray, origin=(-.48, .48), scale=(width, height), position=(-.88, 0.3, 0), alpha=0.2 ) # 创建一个 Text 组件用于显示消息 text = Text( parent=panel, text='', origin=(-.5, .5), scale=(height * 5, width * 5), font=UrsinaConfig.CN_FONT, # background=True, # background_color=color.clear ) return text if __name__ == '__main__': from bodies import Sun, Earth """ 太阳、地球 """ bodies = [ Sun(size_scale=1.2e2), # 太阳放大 120 倍 Earth(size_scale=4e3, distance_scale=1), # 地球放大 4000 倍，距离保持不变 ] # mpl_run(bodies, SECONDS_PER_WEEK) ursina_run(bodies, SECONDS_PER_WEEK)