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python基础编程:python如何实现浪漫的烟花秀(附代码)

python基础编程:python如何实现浪漫的烟花秀(附代码)

天是2023 的第9天,到了这个时间点,部分小伙伴已经开始复盘这一年的得与失。比如今年增加了多少技能点,看了多少本书,写了多少篇文章或者年前的小目标实现进度大概多少等等;做一个象征性的年终总结来告别2022,迎接2023:这篇文章主要为大家详细介绍了python实现浪漫的烟花秀,具有一定的参考价值,感兴趣

环境介绍:

语言:Python;

库:Pygame

原理介绍

在介绍代码之前,先介绍下 Pygame 绘制烟花的基本原理,烟花从发射到绽放一共分为三个阶段:

1, 发射阶段 :在这一阶段烟花的形状是线性向上,通过设定一组大小不同、颜色不同的点来模拟“向上发射” 的运动运动,运动过程中 5个点被赋予不同大小的加速度,随着时间推移,后面的点会赶上前面的点,最终所有点会汇聚在一起,处于 绽放准备阶段 ;

2, 烟花绽放 :烟花绽放这个阶段,是由一个点分散多个点向不同方向发散,并且每个点的移动轨迹可需要被记录,目的是为了追踪整个绽放轨迹。

3, 烟花凋零 ,此阶段负责描绘绽放后烟花的效果,绽放后的烟花,而在每一时刻点的下降速度和亮度(代码中也叫透明度)是不一样的,因此在代码里,将烟花绽放后将每个点赋予两个属性:分别为重力向量和生命周期,来模拟烟花在不同时期时不同的展现效果,

逢年过节就拿出这些代码,Python 制作一个炫酷烟花秀

代码实操

代码部分将烟花封装为三个类:

Firework : 烟花整体;

Particle : 烟花粒子(包含轨迹)

Trail : 烟花轨迹,本质上是一个点 。

三个类之间的关系为:一个Firework 由多个 Particle 构成,而一个 Particle 由多个 Trail 构成

首先设置全局变量,例如重力向量,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 之间间隔

gravity = vector(0, 0.3)DISPLAY_WIDTH = DISPLAY_HEIGHT = 800trail_colours = [(45, 45, 45), (60, 60, 60), (75, 75, 75), (125, 125, 125), (150, 150, 150)]dynamic_offset = 1static_offset = 3

创建 Trail 类,定义 show 方法绘制轨迹 、get_pos 实时获取轨迹坐标

  1. class Trail: def __init__(self, n, size, dynamic):
  2. self.pos_in_line = n
  3. self.pos = vector(-10, -10)
  4. self.dynamic = dynamic
  5. if self.dynamic:
  6. self.colour = trail_colours[n]
  7. self.size = int(size - n / 2)
  8. else:
  9. self.colour = (255, 255, 200)
  10. self.size = size - 2
  11. if self.size < 0:
  12. self.size = 0 def get_pos(self, x, y):
  13. self.pos = vector(x, y)
  14. def show(self, win):
  15. pygame.draw.circle(win, self.colour, (int(self.pos.x), int(self.pos.y)), self.size)

Particle 类核心代码

  1. class Particle: def __init__(self, x, y, firework, colour):
  2. self.firework = firework
  3. self.pos = vector(x, y)
  4. self.origin = vector(x, y)
  5. self.radius = 20
  6. self.remove = False
  7. self.explosion_radius = randint(5, 18)
  8. self.life = 0
  9. self.acc = vector(0, 0)
  10. # trail variables
  11. self.trails = []
  12. # stores the particles trail objects
  13. self.prev_posx = [-10] * 10
  14. # stores the 10 last positions
  15. self.prev_posy = [-10] * 10
  16. # stores the 10 last positions
  17. if self.firework:
  18. self.vel = vector(0, -randint(17, 20))
  19. self.size = 5
  20. self.colour = colour
  21. for i in range(5):
  22. self.trails.append(Trail(i, self.size, True))
  23. else:
  24. self.vel = vector(uniform(-1, 1), uniform(-1, 1))
  25. self.vel.x *= randint(7, self.explosion_radius + 2)
  26. self.vel.y *= randint(7, self.explosion_radius + 2)
  27. # 向量
  28. self.size = randint(2, 4)
  29. self.colour = choice(colour)
  30. # 5 个 tails总计
  31. for i in range(5):
  32. self.trails.append(Trail(i, self.size, False))
  33. def apply_force(self, force):
  34. self.acc += force
  35. def move(self):
  36. if not self.firework:
  37. self.vel.x *= 0.8
  38. self.vel.y *= 0.8
  39. self.vel += self.acc
  40. self.pos += self.vel
  41. self.acc *= 0
  42. if self.life == 0 and not self.firework:
  43. # check if particle is outside explosion radius
  44. distance = math.sqrt((self.pos.x - self.origin.x) ** 2 + (self.pos.y - self.origin.y) ** 2) if distance >
  45. self.explosion_radius:
  46. self.remove = True
  47. self.decay()
  48. self.trail_update()
  49. self.life += 1
  50. def show(self, win):
  51. pygame.draw.circle(win, (self.colour[0], self.colour[1], self.colour[2], 0), (int(self.pos.x), int(self.pos.y)),
  52. self.size)
  53. def decay(self):
  54. # random decay of the particles
  55. if 50 > self.life > 10:
  56. # early stage their is a small chance of decay
  57. ran = randint(0, 30)
  58. if ran == 0:
  59. self.remove = True
  60. elif self.life > 50:
  61. ran = randint(0, 5)
  62. if ran == 0:
  63. self.remove = True

Firework 类核心代码

  1. class Firework:
  2. def __init__(self):
  3. # 随机颜色
  4. self.colour = (randint(0, 255), randint(0, 255), randint(0, 255))
  5. self.colours = (
  6. (randint(0, 255), randint(0, 255), randint(0, 255)),
  7. (randint(0, 255), randint(0, 255), randint(0, 255)),
  8. (randint(0, 255), randint(0, 255), randint(0, 255)))
  9. self.firework = Particle(randint(0, DISPLAY_WIDTH), DISPLAY_HEIGHT, True, self.colour) # Creates the firework particle
  10. self.exploded = False
  11. self.particles = []
  12. self.min_max_particles = vector(100, 225)
  13. def update(self, win):
  14. # called every frame
  15. if not self.exploded:
  16. self.firework.apply_force(gravity)
  17. self.firework.move()
  18. for tf in self.firework.trails:
  19. tf.show(win)
  20. self.show(win)
  21. if self.firework.vel.y >= 0:
  22. self.exploded = True
  23. self.explode()
  24. else:
  25. for particle in self.particles:
  26. particle.apply_force(vector(gravity.x + uniform(-1, 1) / 20, gravity.y / 2 + (randint(1, 8) / 100)))
  27. particle.move()
  28. for t in particle.trails:
  29. t.show(win)
  30. particle.show(win)
  31. def remove(self):
  32. if self.exploded:
  33. for p in self.particles:
  34. if p.remove is True:
  35. self.particles.remove(p)
  36. if len(self.particles) == 0:
  37. return True
  38. else:
  39. return False

 另外程序中会对你的按键命令进行监控:

当按下键 1时 ,会立即生成一个新的 “烟花”;

当按下键 2时,会同时生成 10 个 “烟花”

总的来说,整个小案例的代码量不算很多,一共250行左右,但案例中涉及到较为复杂的绘制逻辑和抽象的类之间的封装关系,因此大家理解代码相对会需要耗费点时间。知道你想要烟花完整源码

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 八、烟花源码

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