时光荏苒,我们已站在2021的尾声。在这个时刻,不少人正默默复盘这一年来的点点滴滴。无论是技能上的增长、书本的阅读量,还是文章创作的数量,抑或是年初小目标的达成情况,都是我们值得回顾与总结的。为了纪念这不平凡的一年,也为了迎接即将到来的2022年元旦佳节,让我们一同制作一场炫酷的烟花秀。
接下来,我们将借助Python这一编程语言,利用Pygame库,打造一场视觉盛宴。在开始之前,先让我们预览一下最终的效果。
项目环境介绍:
编程语言:Python
所用库:Pygame
在进入代码世界之前,让我们先了解Pygame绘制烟花的基本原理。烟花从发绽放的过程可以被细分为三个阶段。
第一阶段:发射阶段。在此阶段,我们通过设定多组大小、颜色各异的点,模拟烟花向上的运动。这些点在运动过程中会受到不同大小的加速度影响,随着时间的推移,后面的点会追上前面的点,最终汇聚在一起,进入绽放准备阶段。
第二阶段:烟花绽放。这一阶段的特点是,一个点会分散成多个点向不同方向发散。我们需要记录每个点的移动轨迹,以便追踪整个绽放过程。
第三阶段:烟花凋零。这个阶段负责描绘烟花绽放后的效果。在每一时刻,烟花的下降速度和亮度(在代码中称为透明度)各不相同。在代码中,我们会为每个烟花点赋予两个属性:重力向量和生命周期,以模拟烟花在不同时期的展现效果。
在代码实现上,我们将烟花封装为三个类:
Firework类:负责管理整个烟花的效果;
Particle类:代表烟花中的单个粒子,包括其轨迹;
Trail类:表示烟花的轨迹,本质上是一个点的集合。
这三个类之间的关系是:一个Firework由多个Particle组成,而一个Particle则由多个Trail构成。
接下来,我们将设置一些全局变量,如重力向量、窗口大小、Trail的颜色列表(多为灰色或白色)以及不同状态下Trail之间的间隔等。
随后,我们将创建Trail类,定义其show方法用于绘制轨迹,以及get_pos方法用于实时获取轨迹坐标。
Particle类的核心代码以及Firework类的核心代码将详细展示如何模拟烟花的整个生命周期。
我们将编写一个main方法来初始化pygame环境,包括设置背景图片、文字、页面刷新间隔等。在这个程序中,我们每60ms刷新一次画面。
我们的程序还将监控用户的按键命令:
当按下键“1”时,将立即生成一个新的“烟花”;
当按下键“2”时,将同时生成10个“烟花”。
整个小案例的代码量虽然不多,大约在250行左右,但涉及到较为复杂的绘制逻辑和抽象的类之间的封装关系。理解这个案例的代码需要花费一些时间和耐心。
写到这里,本文的内容已经接近尾声。主要介绍了如何使用Pygame来模拟烟花绽放的过程。核心内容可以归纳为两点:一是如何用绘制点的方式来模拟烟花绽放的运动轨迹;二是Pygame的一些基础用法,如替换背景、绘制文字、更新状态等。