python绘制太阳系模型_用python做一个漂亮的太阳系运动模拟
貼一張靜態(tài)圖
太陽系現(xiàn)在只有8大行星，連太陽一起，一共是9張圖片。如果沒有的朋友，可以到文末的下載地址下載。
def openSolor(solar):
def loadImg(name):
str1= os.path.join(basePath, name+ '.png')
img= Image.open(str1)
solar[name]= img
basePath= r'D:\太陽系\素材'
#
loadImg('sun')
loadImg('venus')
loadImg('jupiter')
loadImg('earth')
loadImg('mars')
loadImg('mercury')
loadImg('neptune')
loadImg('pluto')
loadImg('uranus')
loadImg('saturn')
基本運(yùn)動(dòng)原理
每顆行星的運(yùn)動(dòng)軌跡都是橢圓的，我們這里用一個(gè)參數(shù)方程來計(jì)算坐標(biāo)：
x=cos(arc)*a
y=sin(arc)*b
其中，a,b 是橢圓的長軸和短軸，arc是運(yùn)行角度，x,y是水平面坐標(biāo)。
參數(shù)的設(shè)置
為了效果好看，實(shí)際參數(shù)不可能是真實(shí)的。但有幾個(gè)關(guān)鍵條件至少應(yīng)該滿足。首先行星順序別弄錯(cuò)，行星軌道之間的間距不是等距的，而是漸增的。其次是火星和木星直接有一個(gè)小行星帶，所以這兩個(gè)行星的軌道之間最好留出一個(gè)空隙。還有就是越往外圈的行星，繞行速度越慢。
def initSolar(posList):
def getNumber():
return random.randint(0,35)*10
posList['sun']={'pos': (0,360), 'rate': 2, 'scale':1, 'radx': 1, 'layer':360}
posList['mercury']={'rate': 0.15, 'radx':500, 'arc': getNumber(), 'rady': 200, 'speed':15}
posList['venus']={'rate': 0.2, 'radx':550, 'arc': getNumber(), 'rady': 250, 'speed':10}
posList['earth']={'rate': 0.2, 'radx':630, 'arc': getNumber(), 'rady': 320, 'speed':8}
posList['mars']={'rate': 0.2, 'radx':740, 'arc': getNumber(), 'rady': 410, 'speed':6}
posList['jupiter']={'rate': 0.7, 'radx':1050, 'arc': getNumber(), 'rady': 650, 'speed':4}
posList['saturn']={'rate': 1, 'radx':1250, 'arc': getNumber(), 'rady': 800, 'speed':3}
posList['uranus']={'rate': 0.3, 'radx':1480, 'arc': getNumber(), 'rady': 970, 'speed':2}
posList['neptune']={'rate': 0.3, 'radx':1740, 'arc': getNumber(), 'rady': 1160, 'speed':2}
投影
一般的效果是將行星圍繞太陽的公轉(zhuǎn)面至于一個(gè)水平面上，然后投影到垂直的屏幕上。投影算法不難。
x= math.sin(math.radians(a))* radx+ x0
y= math.cos(math.radians(a))* rady+ y0
showX= x
showY= midY- H/(D+y)*y
其中，x，y是公轉(zhuǎn)平面坐標(biāo)，showX,showY是投影到垂直平面的坐標(biāo)。H是平面的高度，D是屏幕到太陽系的距離。
從數(shù)據(jù)來看，我們的太陽系模型是一個(gè)非常小的模型，或者電腦屏幕非常大。因?yàn)檫@兩者實(shí)際差不多大，以至于從觀察者的視角就可以出現(xiàn)很明顯的近大遠(yuǎn)小效果。從這種效果就可以知道，數(shù)據(jù)與真實(shí)值差別極為巨大。
近大遠(yuǎn)小的效果，只與y相關(guān)。
data['scale']= (y0+D)/(y+D)
遮擋效果
為了有真實(shí)感，行星之間、行星與軌道之間，軌道與太陽之間等等的遮擋效果是最關(guān)鍵的。
我們的做法是先畫后半?yún)^(qū)，再畫太陽，再畫前半?yún)^(qū)。后半?yún)^(qū)中，遠(yuǎn)日行星先畫；前半?yún)^(qū)中，近日行星先畫。以保證正確的遮擋效果。
drawOrb(img, solar, posList, 0, 90, True)
pasteSolor(img, solar, posList)
drawOrb(img, solar, posList, 90, 180, False)
比較復(fù)雜一點(diǎn)的是行星與自身軌道之間的遮擋關(guān)系。必須實(shí)現(xiàn)一線穿一球的效果才好看。而且穿球位置不是固定不變的。這里，我們根據(jù)行星所在角度的不同，將軌道拆分為兩半來畫。一部分軌道是被行星遮擋的，另一部分軌道遮擋行星，但留一些空間，以實(shí)現(xiàn)比較自然的穿球效果。
drawArc(arc1, arc)
rate= posList[name]['rate']* posList[name]['scale']
pic= solarImg[name].resize(effect.tupleRound(effect.tupleMul(solarImg[name].size, rate)), Image.ANTIALIAS)
pos= effect.tupleRound(effect.tupleAdd(posList[name]['pos'], effect.tupleMul(pic.size, -0.5)))
r, g, b, alpha= pic.split()
img.paste(pic, pos, mask= alpha)
# 穿球點(diǎn)，隨arc不同而不同
# 90度位置，在中心穿球，
# 越接近0或180度，越接近球邊緣
# 根據(jù)這種性質(zhì)，采用cos來模擬
darc= abs(round(math.cos(math.radians(arc))*solarImg[name].size[1]*rate/50))
# darc= abs(round(math.cos(math.radians(arc))*5))
# print(name, arc, darc)
drawArc(arc+darc, arc2)
素材下載地址：
鏈接：https://pan.baidu.com/s/18ELL4aL-jHbIbIacMpVbjA
提取碼：5bjj
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的python绘制太阳系模型_用python做一个漂亮的太阳系运动模拟的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
