用Taichi（python）实现星际穿越特效

import taichi as ti
import math
ti.init(arch=ti.gpu)#
fps=60.0
dt=1.0/fps#首先设置一个窗口
res = (1920,1280)
pixels = ti.Vector.field(n=3,dtype=float,shape=res)#设置像素的参数#world space varibles
grid_size = 100
z_near,z_far = 200,3200
N=(res[0]//grid_size,res[1]//grid_size,(z_far-z_near)//grid_size)
pos=ti.Vector.field(n=3,dtype=float,shape=N)
color=ti.Vector.field(n=3,dtype=float,shape=N)
vel=ti.Vector.field(n=3,dtype=float,shape=())#camera related varibles
fov=120
tan_half_fov=math.tan((fov/360)*math.pi)@ti.func
def rand3():return ti.Vector([ti.random(),ti.random(),ti.random()])@ti.func
def spawn(I):pos[I]=(I+rand3())*grid_sizecolor[I]=rand3()+ti.Vector([1.0,2.0,1.0])#init the stars
@ti.kernel
def init():for i,j,k in pos:I=ti.Vector([i,j,k])spawn(I)#step
@ti.kernel
def step():for I in ti.grouped(pos):pos[I] += vel[None] * dtif pos[I].z < z_near:pos[I].z+=z_far-z_near#projections
@ti.func
def project(pos_3d):center=ti.Vector(res)/2w=tan_half_fov*pos_3d.zrel_pos=(ti.Vector([pos_3d.x,pos_3d.y])-center)/wscreen_space_pos=rel_pos*res[1]+centerreturn screen_space_pos#画
@ti.func
def draw_particle(c,rad,color):x_range=(ti.max(int(c.x-rad-1),0)),ti.min(int(c.x+rad+1),res[0])#使得遍历元素少了y_range=(ti.max(int(c.y-rad-1),0)),ti.min(int(c.y+rad+1),res[1])for I in ti.grouped(ti.ndrange(x_range,y_range)):dist=(I-c).norm()if dist<rad:pixels[I]=color@ti.func
def draw_line(p1,p2,rad,color):x_range=(ti.max(int(ti.min(p1.x,p2.x)-rad-1),0),ti.min(int(ti.max(p1.x,p2.x)+rad+1),res[0]))y_range=(ti.max(int(ti.min(p1.y,p2.y)-rad-1),0),ti.min(int(ti.max(p1.y,p2.y)+rad+1),res[1]))for I in ti.grouped(ti.ndrange(x_range,y_range)):dist=ti.min((I-p1).norm(),(I-p2).norm())p1I=I-p1p1p2_normalized=(p2-p1).normalized()p=p1+p1I.dot(p1p2_normalized)*p1p2_normalizeddist2=(I-p).norm()if 0< p1I.dot(p1p2_normalized)<(p2-p1).norm():dist=dist2if dist<rad:pixels[I]=color@ti.kernel
def paint():for i ,j in pixels:pixels[i,j]=ti.Vector([0.0,0.0,0.0])for I in ti.grouped(pos):p_current=pos[I]p_previous=pos[I]-vel[None]*dtrad =2.0*(1.0-pos[I].z/z_far)**2col=color[I]*(1.0-pos[I].z/z_far)**0.5col *=1.0-(2*((pos[I].x/res[0]-0.5)**2+(pos[I].y/res[1]-0.5)**2))**0.2# draw_particle(project(pos[I]),rad,color[I])draw_line(project(p_current),project(p_previous),rad,col)#main
init()
gui = ti.GUI("happy 1025",res,fast_gui = True)
t=0.0
while gui.running:t+=dtvel[None].z=-1000*(1+math.cos(t*math.pi))step()paint()gui.set_image(pixels)gui.show()

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