如何利用Python动态模拟太阳系运转

前言

提到太阳系，大家可能会想到哥白尼和他的日心说，或是捍卫、发展日心说的斗士布鲁诺，他们像一缕光一样照亮了那个时代的夜空，对历史感兴趣的小伙伴可以深入了解一下，这里就不多说了。

太阳以巨大的引力使周边行星、卫星等绕其运转，构成了太阳系，它主要包括太阳、8 个行星、205 个卫星以及几十万个小行星等，本文我们使用 Python 来简单的动态模拟一下太阳系的运转。

实现

功能的实现，主要要到的还是 Python 的 pygame 库，我们先导入需要的所有 Python 库，代码如下所示：

import sys
import math
import pygame
from pygame.locals import *

接着定义一些常量（如：颜色、宽高等）及创建窗口，代码如下所示：

WHITE =(255, 255, 255)
SILVER = (192, 192, 192)
BLACK = (0, 0, 0)
GREEN = (0, 255, 0)
RED = (255, 0, 0)
BLUE = (0, 0, 255)
YELLOW = (255, 255, 0)
SandyBrown = (244, 164, 96)
PaleGodenrod = (238, 232, 170)
PaleVioletRed = (219, 112, 147)
Thistle = (216, 191, 216)
size = width, height = 800, 600
screen = pygame.display.set_mode(size)
pygame.display.set_caption("太阳系")
# 创建时钟(控制游戏循环频率)
clock = pygame.time.Clock()
# 定义三个空列表
pos_v = pos_e = pos_mm = []
# 地球、月球等行星转过的角度
roll_v = roll_e = roll_m = 0
roll_3 = roll_4 = roll_5 = roll_6 = roll_7 = roll_8 = 0
# 太阳的位置（中心）
position = size[0] // 2, size[1] // 2

我们先在窗口中画一个太阳，代码如下：

pygame.draw.circle(screen, YELLOW, position, 60, 0)

看一下效果：

接着画一个地球，让其绕着太阳旋转，代码如下：

# 画地球
roll_e += 0.01 # 假设地球每帧公转 0.01 pi
pos_e_x = int(size[0] // 2 + size[1] // 6 * math.sin(roll_e))
pos_e_y = int(size[1] // 2 + size[1] // 6 * math.cos(roll_e))
pygame.draw.circle(screen, BLUE, (pos_e_x, pos_e_y), 15, 0)
# 地球的轨迹线
pos_e.append((pos_e_x, pos_e_y))
if len(pos_e) > 255:
 pos_e.pop(0)
for i in range(len(pos_e)):
 pygame.draw.circle(screen, SILVER, pos_e[i], 1, 0)

看一下效果：

我们再接着画月球，代码如下：

# 画月球
roll_m += 0.1
pos_m_x = int(pos_e_x + size[1] // 20 * math.sin(roll_m))
pos_m_y = int(pos_e_y + size[1] // 20 * math.cos(roll_m))
pygame.draw.circle(screen, SILVER, (pos_m_x, pos_m_y), 8, 0)
# 月球的轨迹线
pos_mm.append((pos_m_x, pos_m_y))
if len(pos_mm) > 255:
 pos_mm.pop(0)
for i in range(len(pos_mm)):
 pygame.draw.circle(screen, SILVER, pos_mm[i], 1, 0)

看一下效果：

其他几个星球的实现也类似，代码如下：

# 其他几个行星
roll_3 += 0.03
pos_3_x = int(size[0] // 2 + size[1] // 3.5 * math.sin(roll_3))
pos_3_y = int(size[1] // 2 + size[1] // 3.5 * math.cos(roll_3))
pygame.draw.circle(screen, GREEN, (pos_3_x, pos_3_y), 20, 0)
roll_4 += 0.04
pos_4_x = int(size[0] // 2 + size[1] // 4 * math.sin(roll_4))
pos_4_y = int(size[1] // 2 + size[1] // 4 * math.cos(roll_4))
pygame.draw.circle(screen, SandyBrown, (pos_4_x, pos_4_y), 20, 0)
roll_5 += 0.05
pos_5_x = int(size[0] // 2 + size[1] // 5 * math.sin(roll_5))
pos_5_y = int(size[1] // 2 + size[1] // 5 * math.cos(roll_5))
pygame.draw.circle(screen, PaleGodenrod, (pos_5_x, pos_5_y), 20, 0)
roll_6 += 0.06
pos_6_x = int(size[0] // 2 + size[1] // 2.5 * math.sin(roll_6))
pos_6_y = int(size[1] // 2 + size[1] // 2.5 * math.cos(roll_6))
pygame.draw.circle(screen, PaleVioletRed, (pos_6_x, pos_6_y), 20, 0)
roll_7 += 0.07
pos_7_x = int(size[0] // 2 + size[1] // 4.5 * math.sin(roll_7))
pos_7_y = int(size[1] // 2 + size[1] // 4.5 * math.cos(roll_7))
pygame.draw.circle(screen, Thistle, (pos_7_x, pos_7_y), 20, 0)
roll_8 += 0.08
pos_8_x = int(size[0] // 2 + size[1] // 5.5 * math.sin(roll_8))
pos_8_y = int(size[1] // 2 + size[1] // 5.5 * math.cos(roll_8))
pygame.draw.circle(screen, WHITE, (pos_8_x, pos_8_y), 20, 0)

最后，我们来看一下整体实现的动态效果：

是不是有内味了。

总结

本文我们使用 Python 简单模拟了太阳系的运转，有兴趣的小伙伴可以自己运行一下代码或对功能做进一步扩展。

到此这篇关于如何利用Python动态模拟太阳系运转的文章就介绍到这了,更多相关Python动态模拟太阳系运转内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！