python 粒子动画_Python教程之粒子运动轨迹动态绘图

今天我们来讲一下Python中的动态绘图库--matplotlib.animation，以粒子运动轨迹为例来说明如何绘制动态图。

假设按照圆周运动，如下图所示：

image-20200829214510346

为了模拟这个运动，我们需要如下信息：粒子的起始位置、速度和旋转方向。因此定义一个通用的Particle类，用于存储粒子的位置及角速度。

class Particle:

def __init__(self, x, y, ang_vel):

self.x = x

self.y = y

self.ang_vel = ang_vel

对于特定粒子，经过时间t后，它将到达圆周上的下一个位置。我们可以这样近似计算圆周轨迹：将时间段t分成一系列很小的时间段dt，在这些很小的时段内，粒子沿圆周的切线移动。这样就近似模拟了圆周运动。粒子运动方向可以按照下面的公式计算：

v_x = -y / (x **2 + y **2) ** 0.5

v_y = x / (x **2 + y **2) ** 0.5

计算经过时间t后的粒子位置，必须采取如下步骤：

1)计算运动方向(v_x和v_y)

2)计算位置(d_x和d_y)，即时段dt、角速度和移动方向的乘积

3)不断重复第1步和第2步，直到时间过去t

class ParticleSimulator:

def __init__(self, particles):

self.partic