转眼间,2021年已接近尾声,在这个特殊的时间节点,许多人都开始回顾这一年的收获与遗憾。或许有人会盘点自己掌握的新技能,或许有人会统计阅读过的书籍数量,又或许有人会审视年初设定的目标完成情况。此时此刻,不妨撰写一份简短的年终总结,以此作为对2021年的告别,并为即将到来的2022年做好准备:
本文将带领大家运用Python语言,创作一个令人眼花缭乱的烟花展示程序,为即将到来的元旦庆典增添喜庆氛围。在正式开始编码之前,让我们先欣赏一下最终呈现的效果。
项目环境配置说明:
编程语言:Python;
所需库:Pygame;
在深入探讨代码实现之前,我们先了解一下Pygame绘制烟花的基本机制。烟花从发射到最终消散,可以划分为三个主要阶段:
1, 发射阶段 :在这一环节,烟花的形态呈现为直线向上运动。通过设定一系列不同大小、不同颜色的点,来模拟“向上发射”的动态过程。在运动过程中,五个点被赋予各异的加速度值,随着时间的推移,后面的点会逐渐追赶上前面的点,最终所有点会汇聚在一起,进入绽放准备阶段;
2, 烟花绽放 :烟花绽放这一环节,涉及到一个点分散出多个点向不同方向扩散的过程。每个点的移动轨迹都需要被记录下来,目的是为了追踪整个绽放的动态效果。
3, 烟花凋零 ,此环节负责描绘烟花绽放后的残余效果。在绽放之后的烟花,其下降速度和亮度(在代码中也称为透明度)会随着时间发生变化。因此,在代码实现中,我们将每个绽放后的点赋予两个关键属性:重力向量和生命周期,以此来模拟烟花在不同时期呈现出的不同视觉效果。
在代码实现部分,我们将烟花的功能封装为三个主要类:
Firework : 代表整个烟花效果;
Particle : 代表烟花中的单个粒子(包含其运动轨迹)
Trail : 代表烟花的运动轨迹,本质上是一个连续的点。
这三个类之间的关系可以描述为:一个Firework由多个Particle组成,而一个Particle则由多个Trail构成。
首先,我们需要设定一些全局变量,例如重力向量、窗口的尺寸、Trail的颜色列表(通常为灰色或白色)以及在不同状态下Trail之间的间隔距离。
接下来,我们将创建Trail类,并定义show方法用于绘制轨迹,同时定义get_pos方法用于实时获取轨迹的坐标位置。
Particle类的核心实现代码如下:
Firework类的核心实现代码如下:
最后,我们将编写一个main方法,用于初始化pygame环境,包括设置背景图片、文字显示,以及设定页面的刷新间隔,在本程序中,我们设置的刷新间隔为每60毫秒刷新一次。
此外,程序还具备对按键命令的监控功能:
当按下键 1时 ,系统会立即生成一个新的“烟花”;当按下键 2时,系统会同时生成10个“烟花”。总体而言,这个小型案例的代码量大约在250行左右,虽然代码行数不算特别多,但由于案例中涉及到较为复杂的绘制逻辑和类之间的封装关系,因此理解和掌握代码可能需要花费一些时间和精力。
至此,本文的主要内容已经介绍完毕。主要目的是向大家展示如何利用Pygame库来模拟烟花绽放的过程,核心内容主要涵盖两个方面:第一,如何通过绘制点的方式模拟烟花绽放的运动轨迹;第二,介绍Pygame库的一些基础用法,例如替换背景、绘制文字、更新状态等功能。