python自由落体_pymunk教程_自由落体小球_Pymunk滑动和铰接演示教程
使用Pymunk之前的准备工作
这是Pymunk自带的例子slide_and_pinjointl.py的教程。在阅读这个教程之间需要安装好python3,Pygame(用pip install pygame –user安装和Pymunk。Pygame在这个例子中是必需的,但Pymunk并不能依赖pygame。你可以Pymunk和Pyglet结合重写此教程。
Pymunk使用2D物理库Chipmunk。Chipmunk是用c语言写的。通过Cffi 库能把c语言模块翻译到python语言。如果在某些操作系统上没有Cffi模块,那你必需自己做这个了。不过实际上当你用pip install pymunk安装时,会帮你安装好Cffi 。
在使用pymunk前,在IDLE中导入一下pymunk看它是否正常。如果导入pymunk时发生了错误,可能是没有找到chipmunk 库。如果用pip或setup.py install安装的,应该都会被正确地安装。
一个空的简单模拟
为了学习pymunk,首先要学习几个概念。
刚体
刚体具有物体的物理性质。(质量、坐标、旋转角度、速度等)它本身没有形状。如果你以前做过粒子效果这样的物理实验,刚体的区别主要在于它们能够旋转。
碰撞形状
通过将形状附加到实体,可以定义实体的形状。可以将多个形状附加到单个实体以定义复杂形状,如果不需要形状,则可以不附加任何形状。
约束与关节
你可以在两个实体之间附加关节以约束它们的行为。
空间
空间是Chipmunk的基本模拟单元。你可以将实体、形状和关节添加到空间,然后整体更新空间。
结合pygame的简单物理模拟空示例
import sys
import pygame
from pygame.locals import *
import pymunk #1
def main():
pygame.init() # pygame初始化
screen = pygame.display.set_mode((600, 600)) # 新建屏幕对象,它是一个surface,应该是最先渲染的面
pygame.display.set_caption("结合pygame的最简pymunk例子_翻译:李兴球")#显示标题
clock = pygame.time.Clock() # 新建时钟对象
space = pymunk.Space() #2
space.gravity = (0.0, -900.0) # 设定重力参数
while True:
for event in pygame.event.get(): # 遍历事件
if event.type == QUIT:
sys.exit(0)
elif event.type == KEYDOWN and event.key == K_ESCAPE:# 按键检测
sys.exit(0)
screen.fill((255,255,255)) # 填充screen为白色
space.step(1/50.0) #3
pygame.display.flip() # 刷新整个屏幕
clock.tick(50) # 设定fps
if __name__ == '__main__':
sys.exit(main())
上面的代码只会显示一个空白窗口,一个抽像的啥东西也没有的物理空间。
#1这里是导入pymunk罢了。
#2这里新建物理空间。下面的代码是设定重力加速度啥的。你可以自己选定一个重力参数以适合自己的游戏需求。
#3这是让物理空间的抽象实体在指定的时间步长里前进一步(我的理解是更新坐标方向啥的)。重要的是不要修改这个步长,在恒定的步长下,物理模拟会更好地工作。
自由落体小球
圆形在游戏中容易处理,也容易重画。下面的例子,我们让程序运行的时候不断地产生小球。我们把程序分解成几个函数。首先是下面这个函数:
def add_ball(space):
mass = 1
radius = 14
moment = pymunk.moment_for_circle(mass, 0, radius) # 1
body = pymunk.Body(mass, moment) # 2
x = random.randint(120, 380)
body.position = x, 550 # 3
shape = pymunk.Circle(body, radius) # 4
space.add(body, shape) # 5
return shape
#1、所有物理的惯性必需要设置好。这里是使用pymunk的moment_for_circle函数根据质量和半径计算出来的。你也可以根据经验自己写一个,好用就行了呗。
#2、惯性计算好了就根据质量和moment生成刚体。
#3、这里是设置刚体的坐标。
#4、刚体只是个概念,如果要让它参与碰撞检测,那么要让赋予它形状。(就像人有灵魂,但没有躯壳一样,是无法产生碰撞的)
#5、最后我们把实体,形状添加到物理空间。
现在我们可以创建小球,把它们显示出来。pymunk自带了实用包,有space.debug_draw方法,能把整个空间直接给渲染出来。为了理解原理,我们也可以手工做一下这个工作。debug drawing函数的代码工作原理像下面这样:
def draw_ball(screen, ball):
p = int(ball.body.position.x), 600-int(ball.body.position.y)
pygame.draw.circle(screen, (0,0,255), p, int(ball.radius), 2)
在循环里,我们要一个一个来渲染它们。假设有一个球列表叫balls,space.debug_draw方法还要一个一个把它们画出来,代码像下在这样:
for ball in balls:
draw_ball(screen, ball)
在这个例子中,我们就简单化,不自己写上面的代码了,用Pymunk自带的函数完成上面的任务。首先用下面的命令创建draw_options。
draw_options = pymunk.pygame_util.DrawOptions(screen)
然后在pygame的游戏循环中一下子重画所有形状,用以下命令:
space.debug_draw(draw_options)
大多数的pymunk作品都是用自带的实用函数完成以上任务。下面是自由落体小球代码:
import sys, random
import pygame
from pygame.locals import *
import pymunk
def add_ball(space):
mass = 1
radius = 14
moment = pymunk.moment_for_circle(mass, 0, radius) # 1
body = pymunk.Body(mass, moment) # 2
x = random.randint(120, 380)
body.position = x, 550 # 3
shape = pymunk.Circle(body, radius) # 4
space.add(body, shape)
def main():
pygame.init()
screen = pygame.display.set_mode((600, 600))
pygame.display.set_caption("Joints. Just wait and the L will tip over")
clock = pygame.time.Clock()
space = pymunk.Space()
space.gravity = (0.0, -900.0)
balls = []
draw_options = pymunk.pygame_util.DrawOptions(screen)
ticks_to_next_ball = 10
while True:
for event in pygame.event.get():
if event.type == QUIT:
sys.exit(0)
elif event.type == KEYDOWN and event.key == K_ESCAPE:
sys.exit(0)
ticks_to_next_ball -= 1
if ticks_to_next_ball <= 0:
ticks_to_next_ball = 25
ball_shape = add_ball(space)
balls.append(ball_shape)
space.step(1/50.0)
screen.fill((255,255,255))
space.debug_draw(draw_options)
pygame.display.flip()
clock.tick(50)
if __name__ == '__main__':
main()
L形静止拦板
单单几个小球自由落体,很多人不用物理引擎也能完成。这体现不出pymunk的强大。下面我们创建一个L形的拦板,让小球掉在上面。 我们通过创建一个函数来完成这个任务,以下是代码:
def add_static_L(space):
body = pymunk.Body(body_type = pymunk.Body.STATIC) # 1
body.position = (300, 300)
l1 = pymunk.Segment(body, (-150, 0), (255, 0), 5) # 2
l2 = pymunk.Segment(body, (-150, 0), (-150, 50), 5)
space.add(l1, l2) # 3
return l1,l2
#1、这里创建的是静止的实体,重要的是不要把它加到space中。注意这个body类型是pymunk.Body.STATIC。
#2、添加线条,坐标相对于body
#3、把l1和l2添加到空间。
在这个例子中使用的是Space.debug_draw来渲染整个空间。所以我们不需要给以上用Segment创建的线条手工写代码,为了了解原理,下面代码演示了渲染线条的功能:
def draw_lines(screen, lines):
for line in lines:
body = line.body
pv1 = body.position + line.a.rotated(body.angle) # 1
pv2 = body.position + line.b.rotated(body.angle)
p1 = to_pygame(pv1) # 2
p2 = to_pygame(pv2)
pygame.draw.lines(screen, THECOLORS["lightgray"], False, [p1,p2])
#1、我们做了个计算,这是为了得到旋转后线条两端的点的坐标。line.a是线条的第一个点,line.b是线条的第二个点。虽然现在线条是静止的,但是接下来会让它旋转,所以要做这个计算。line.a.rotated(body.angle)是向量旋转,结果加上body.position,那么点a就是新的坐标了。 如果对向量旋转不太明白,可以复习一下相关知识。
#2、由于pygame和pymunk的坐标系不同。下面的to_pygame函数把坐标转换成pygame坐标系的坐标点。
def to_pygame(p):
"""Small hack to convert pymunk to pygame coordinates"""
return int(p.x), int(-p.y+600)
现在,我们能看到不断掉落的小球,碰到L形拦板的效果了,下面是代码:
import sys, random
import pygame
from pygame.locals import *
import pymunk
import math
#def to_pygame(p):
#def add_ball(space):
#def add_static_l(space):
def main():
pygame.init()
screen = pygame.display.set_mode((600, 600))
pygame.display.set_caption("Joints. Just wait and the L will tip over")
clock = pygame.time.Clock()
space = pymunk.Space()
space.gravity = (0.0, -900.0)
lines = add_static_L(space)
balls = []
draw_options = pymunk.pygame_util.DrawOptions(screen)
ticks_to_next_ball = 10
while True:
for event in pygame.event.get():
if event.type == QUIT:
sys.exit(0)
elif event.type == KEYDOWN and event.key == K_ESCAPE:
sys.exit(0)
ticks_to_next_ball -= 1
if ticks_to_next_ball <= 0:
ticks_to_next_ball = 25
ball_shape = add_ball(space)
balls.append(ball_shape)
space.step(1/50.0)
screen.fill((255,255,255))
space.debug_draw(draw_options)
pygame.display.flip()
clock.tick(50)
if __name__ == '__main__':
(main()
关节(1)
用静止的L形拦板来拦小球也是没有啥好玩的。接下来增加两个关节,一个用来让body旋转,另一个关节则限制它旋转。下面的代码只是增加了让它旋转的代码。由于L形拦板不再是静止的,所以给函数改名为add_L,代码如下所示:
def add_L(space):
rotation_center_body = pymunk.Body(body_type = pymunk.Body.STATIC) # 1
rotation_center_body.position = (300, 300)
body = pymunk.Body(10, 10000) # 2
body.position = (300, 300)
l1 = pymunk.Segment(body, (-150, 0), (255.0, 0.0), 5.0)
l2 = pymunk.Segment(body, (-150.0, 0), (-150.0, 50.0), 5.0)
rotation_center_joint = pymunk.PinJoint(body, rotation_center_body, (0,0), (0,0)) # 3
space.add(l1, l2, body, rotation_center_joint)
return l1,l2
#1、这是旋转中心body。它是静上的,目的是做为关节让线条body旋转,不会被加到space中。
#2、L形拦板不再是静止的了,所以这里的代码改了。我把它的惯性设为10000,这个值并不是计算出来的(自己随便写的),反正能有用就行了。
#3、新建销关节,充许两个物体绕着关节旋转。(相当在body中插入一根销,这样body就能转起来,lixingqiu加的)。在这个例子中有一个物体会粘在世界中。
关节(2)
前面我们增加了一个销关节,是时候创建限制它的行为,让仿真程序更有趣了。以下是修改后的add_L函数:
def add_L(space):
rotation_center_body = pymunk.Body(body_type = pymunk.Body.STATIC)
rotation_center_body.position = (300,300)
rotation_limit_body = pymunk.Body(body_type = pymunk.Body.STATIC) # 1
rotation_limit_body.position = (200,300)
body = pymunk.Body(10, 10000)
body.position = (300,300)
l1 = pymunk.Segment(body, (-150, 0), (255.0, 0.0), 5.0)
l2 = pymunk.Segment(body, (-150.0, 0), (-150.0, 50.0), 5.0)
rotation_center_joint = pymunk.PinJoint(body, rotation_center_body, (0,0), (0,0))
joint_limit = 25
rotation_limit_joint = pymunk.SlideJoint(body, rotation_limit_body, (-100,0), (0,0), 0, joint_limit) # 2
space.add(l1, l2, body, rotation_center_joint, rotation_limit_joint)
return l1,l2
#1、增加一个实体。
#2、创建一个滑动关节,它有销关节有点像。它的作用是让两个body在一定的距离之间滑动。在这里让有一个body 静止,就是rotation_limit_body。所以另一个body就会在一定范围内被限制。
结尾
或许你注意到在程序中没有删除球的设计。这会让球越来越多,导致仿真程序运行越来越慢。所以还要加上当小球超出屏幕范围把它删除的代码,以下就是:
balls_to_remove = []
for ball in balls:
if ball.body.position.y < 0: # 1
balls_to_remove.append(ball) # 2
for ball in balls_to_remove:
space.remove(ball, ball.body) # 3
balls.remove(ball) # 4
#1、遍历每个小球检测它的坐标是否小于0,这里的ball.body.position并不是pygame坐标系。
#2、如果小球的y坐标小于0,加到待删除列表。
#3、从重力空间中移去小球和它的形状。
#4、从自建的球们列表中移去这个小球。
现在,教程已经完成了。你运行程序能看到不断掉落的小球,它们碰到倒L形拦板,可能会呆在里面,当满的的时候会溢出来。 以下是这个仿真程序的所有代码:
import sys, random
import pygame
from pygame.locals import *
import pymunk
import pymunk.pygame_util
def add_ball(space):
"""Add a ball to the given space at a random position"""
mass = 1
radius = 14
inertia = pymunk.moment_for_circle(mass, 0, radius, (0,0))
body = pymunk.Body(mass, inertia)
x = random.randint(120,380)
body.position = x, 550
shape = pymunk.Circle(body, radius, (0,0))
space.add(body, shape)
return shape
def add_L(space):
"""Add a inverted L shape with two joints"""
rotation_center_body = pymunk.Body(body_type = pymunk.Body.STATIC)
rotation_center_body.position = (300,300)
rotation_limit_body = pymunk.Body(body_type = pymunk.Body.STATIC)
rotation_limit_body.position = (200,300)
body = pymunk.Body(10, 10000)
body.position = (300,300)
l1 = pymunk.Segment(body, (-150, 0), (255.0, 0.0), 5.0)
l2 = pymunk.Segment(body, (-150.0, 0), (-150.0, 50.0), 5.0)
rotation_center_joint = pymunk.PinJoint(body, rotation_center_body, (0,0), (0,0))
joint_limit = 25
rotation_limit_joint = pymunk.SlideJoint(body, rotation_limit_body, (-100,0), (0,0), 0, joint_limit)
space.add(l1, l2, body, rotation_center_joint, rotation_limit_joint)
return l1,l2
def main():
pygame.init()
screen = pygame.display.set_mode((600, 600))
pygame.display.set_caption("销关节滑动关节小球掉落倒L形拦板仿真程序_www.lixingqiu.com")
clock = pygame.time.Clock()
space = pymunk.Space()
space.gravity = (0.0, -900.0)
lines = add_L(space)
balls = []
draw_options = pymunk.pygame_util.DrawOptions(screen)
ticks_to_next_ball = 10
while True:
for event in pygame.event.get():
if event.type == QUIT:
sys.exit(0)
elif event.type == KEYDOWN and event.key == K_ESCAPE:
sys.exit(0)
ticks_to_next_ball -= 1
if ticks_to_next_ball <= 0:
ticks_to_next_ball = 25
ball_shape = add_ball(space)
balls.append(ball_shape)
screen.fill((255,255,255))
balls_to_remove = []
for ball in balls:
if ball.body.position.y < 150:
balls_to_remove.append(ball)
for ball in balls_to_remove:
space.remove(ball, ball.body)
balls.remove(ball)
space.debug_draw(draw_options)
space.step(1/50.0)
pygame.display.flip()
clock.tick(50)
if __name__ == '__main__':
main()
python自由落体_pymunk教程_自由落体小球_Pymunk滑动和铰接演示教程相关推荐
- abaqus的python安装文件在哪_在abaqus2016中安装xlwt和xlrd库教程
声明:本人 abaqus 小白,使用 abaqus 版本为 2016 版本,之前在使用 python 写脚本时发 现 abaqus 使用的是软件内置的 python2.7.3 ,在安装 xlrd 和 ...
- python tensorflow教程_真正从零开始,TensorFlow详细安装入门图文教程!
AI这个概念好像突然就火起来了,年初大比分战胜李世石的AlphaGo成功的吸引了大量的关注,但其实看看你的手机上的语音助手,相机上的人脸识别,今日头条上帮你自动筛选出来的新闻,还有各大音乐软件的歌曲& ...
- python画3d心形_有了这几个3D立体手工教程,幼儿园手工作业再也不用愁!
大家都听说过3D纸模吗? 妈队今天带来了初级的3D纸模DIY教程非常有意思哦!可以做出很多立体效果的小玩意快来一起试试吧! 3D立体雪花 南方的宝宝不知道有没见过雪呢? 今天就教大家做一款立体雪花冬天 ...
- python星空画法教程_零基础也能画好的星空教程|利用午休时间画出你的星辰大海...
图片发自简书App 图片发自简书App 今天的上海在下雨.办公室的落地窗外,天色很暗,狂风吹得树木乱舞,大雨猛烈地打在窗户上,风和雨发出恐怖的叫声,路上满是狼狈的行人与车辆.室外的风雨交加与室内的安静 ...
- 小红帽linux操作教程_【免费】Linux从入门到精通教程!
Linux,全称GNU/Linux,是一套免费使用和自由传播的类Unix操作系统,是一个基于POSIX和Unix的多用户.多任务.支持多线程和多CPU的操作系统.伴随着互联网的发展,Linux得到了来 ...
- python3.6 django教程_【Python3.6+Django2.0+Xadmin2.0系列教程一】环境搭建及项目创建
由于工作需要,接触了大半年时间的Django+xadmin框架,一直没空对这块对进行相关的梳理.最近在同事的怂恿下,就在这分享下笔者的学习及工作经验吧. 好了,话不多说,下面开始进入正题: 环境需求: ...
- opengl 贴图教程_如何使用叶贴图可视化空气污染-深入教程
opengl 贴图教程 In my previous story on forecasting air pollution, I looked into using recurrent neural ...
- mysql5.17免安装教程_详细介绍MySql5.7.17免安装配置教程的示例代码
这篇文章给大家详细介绍了MySql 5.7.17免安装配置教程,首先大家需要先下载mysql 5.7.17 的安装包,然后解压,具体配置过程大家通过本文一起学习吧 1.下载mysql-5.7.17-w ...
- 尤里先生查看陌生人朋友圈教程_微信APP看陌生人朋友圈的操作教程
说到微信APP,估计大家都是熟悉的,那么微信APP看陌生人朋友圈的基础操作各位了解吗?下文就是微信APP看陌生人朋友圈的教程.不懂的各位一起来学习吧! 首先,我们登录微信,打开通讯录. 查找你很久没有 ...
- 安卓修改电池容量教程_安卓手机端修改电池电量图标的教程
5.修改电量显示为1%,电池图标为原版+数字显示风格.你一定不全知道的秘密,安卓手机拨号键代码大全.在安卓手机拨号面板中输入以下拨号代码就可执行一些鲜为人知的键盘隐藏功能,这些是开发者所熟知的,但普通 ...
最新文章
- mysql的api框架_API接口幂等性框架设计
- Kubernetes 如何打赢容器之战?
- 7.多媒体☞图像图形拍照
- python编写统计选票的程序_使用python编写微信公众号发稿统计程序
- NLP界新SOTA!吸纳5000万级知识图谱,一举刷爆54个中文任务!
- java二期_JAVA基础之多线程二期
- Oracle数据库文件路径变更
- NMS(Non-maximum suppression)非极大抑制
- python中什么具有去重功能_python中去重的方法
- 解决“ssh服务器拒绝了密码 请再试一次”问题
- kdj买卖指标公式源码_KDJ买卖副图指标 源码 通达信 贴图
- opencv: C++实现将彩色图转换为灰色图
- Android DNK开发错误记录
- Ubuntu18.04 用一条命令 快速安装 FBReader
- linux系统下使用润乾报表设计器
- 清华大学计算机吴教授,清华大学计算机系教授吴文虎到我校讲学
- BIM技术在家装中有5大应用,您知道吗?
- 注册登录会员抽奖系统
- sql server 2008 r2服务器无法启动,怎么办
- sse服务器推送性能,SSE 服务端向客户端推送
热门文章
- WS以及NW小世界网络的生成(MATLAB)
- 【论文阅读|浅读】Lemane:Learning Based Proximity Matrix Factorization for Node Embedding
- vb 分类汇总方法_高中数学19种解题方法+易错知识分类大汇总!
- 陕西省计算机分数线,2019陕西省各大学录取分数线最新汇总
- python数字信号处理应用pdf艾伦唐尼_Python数字信号处理应用
- Python 加性高斯白噪声 AWGN
- html 半框添加,配眼镜全框好还是半框的好?
- 3.29 段落文字的属性设置 [原创Ps教程]
- windows7家庭版,专业版,旗舰版,企业版版本区别
- big O notation - 大 O 表示法