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Python?Pygame繪制直線實(shí)現(xiàn)光線反射效果

更新時(shí)間：2023年11月28日 08:38:45 作者：微小冷

這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了如何利用Python?Pygame繪制直線以實(shí)現(xiàn)光線反射效果,文中的示例代碼講解詳細(xì),感興趣的小伙伴可以跟隨小編一起學(xué)習(xí)一下

	一條線段	多條線段
正常	line	lines
抗鋸齒	aaline	aalines

lines

下面演示一下多條線段的用法，實(shí)現(xiàn)下面這種動(dòng)感的隨機(jī)直線生成窗口

代碼如下

import time
import numpy as np
import pygame

pygame.init()
screen = pygame.display.set_mode((640, 320))

while True:
    if pygame.QUIT in [e.type for e in pygame.event.get()]:
        pygame.quit()
        break
    time.sleep(0.1)
    pts = (np.random.rand(10,2) * (640,320)).astype(int)
    c = (np.random.rand(3)*255).astype(int)
    screen.fill("black")
    pygame.draw.lines(screen, c, True, pts, 1)
    pygame.display.flip()

上面的代碼中，lines用于生成隨機(jī)直線，其5個(gè)參數(shù)中

screen可理解為繪制直線的畫(huà)板
c即隨機(jī)生成的三元組，表示顏色
True對(duì)應(yīng)closed參數(shù)，表示生成的直線最后要封閉
pts即隨機(jī)生成二元點(diǎn)集
最后，1表示直線的寬度。

光線反射

有了直線工具，可以做一個(gè)光線反射動(dòng)畫(huà)，比如現(xiàn)有一點(diǎn)x0?,y0?，其出射角度為 θ，則射線方程可寫(xiě)為

x=x0?+kx?t kx?=cosθ

y=y0?+ky?t kx?=sinθ

這個(gè)直線將于4個(gè)墻壁產(chǎn)生交點(diǎn)，根據(jù)θ的值，可判斷具體的交點(diǎn)，具體代碼如下

def cross(x0, y0, kx, ky, w, h):
    pL = (0, y0-ky/kx*x0)
    pD = (x0-kx/ky*y0, 0)
    pR = (w, y0+ky/kx*(w-x0))
    pT = (x0+kx/ky*(h-y0), h)
    if kx>0 and ky>0:
        return pR if pR[1]<h else pT
    if kx>0 and ky<0:
        return pR if pR[1]>0  else pD
    if kx<0 and ky>0:
        return pL if pL[1]<h else pT
    if kx<0 and ky<0:
        return pL if pL[1]>0 else pD

在有了交點(diǎn)之后，可以得到新的角度。如果是在上下壁反射，則kx?變號(hào)，否則ky?變號(hào)。

def getNewK(kx, ky, x1, w):
    flag = x1==0 or x1==w
    return (-kx, ky) if flag else (kx, -ky)

最后，是繪圖邏輯

pygame.init()
w, h = 640, 320
screen = pygame.display.set_mode((w, h))

pts = [np.random.rand(2)*(w, h)]
th = np.random.rand()*np.pi
kx, ky = np.cos(th), np.sin(th)

while True:
    if pygame.QUIT in [e.type for e in pygame.event.get()]:
        pygame.quit()
        break
    time.sleep(0.1)
    x,y = pts[-1]
    pt = cross(x,y, kx, ky, w, h)
    pts.append(pt)
    kx, ky = getNewK(kx, ky, pt[0], w)
    c = (np.random.rand(3)*255).astype(int)
    screen.fill("black")
    pygame.draw.lines(screen, c, False, pts, 1)
    pygame.display.flip()

效果如下