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Python 用Ursina 3D引擎做一个太阳系行星模拟器_ursina获取鼠标准心

作者：在线问答5 | 2024-07-05 14:18:11

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ursina获取鼠标准心

这次，我们再来用Ursina引擎来做一个太阳系行星模拟器吧！

想要了解Ursina 3D引擎的基本使用方法的话，查看我的另一篇文章：

手把手教你用Python编一个《我的世界》 1. 认识Ursina并学会绘制立体图形_Leleprogrammer的博客-CSDN博客_ursinaPython有一个不错的3D引擎——UrsinaUrsina官网：www.ursinaengine.org打开cmd，控制台输入pip install ursina以安装ursina编写第一个程序首先导入ursinafrom ursina import *然后创建appapp=Ursina()运行appapp.run()最终代码：from ursina import *app=Ursina()app.run()如果出现了一个灰色的窗口，https://blog.csdn.net/leleprogrammer/article/details/124780527?spm=1001.2014.3001.5502

这一次，我们要实现的效果如下

 

首先，送上本次需要用到的资源

 Earth.png

Jupiter.png

 

Mars.png

 

Mercury.png

 

Neptune.png

 

Saturn.png

 

Sun.png

 

Uranus.png

 

Venus.png

 

现在，就开始写代码吧！

首先，导入我们需要的模块，导入3D引擎ursina，数学库math，ursina中自带的第一人称，sys，random随机库

  1. from ursina import *
  2. from math import *
  3. from ursina.prefabs.first_person_controller import FirstPersonController
  4. import sys
  5. import random as rd

然后，创建app

app=Ursina()

将窗口设置为全屏，并设置背景颜色

  1. window.fullscreen=True
  2. window.color=color.black

定义一个列表，来储存生成的星

planets=[]

引入所有星球的材质

  1. sun_texture=load_texture("texture/Sun.png")
  2. mercury_texture=load_texture("texture/Mercury.png")
  3. venus_texture=load_texture("texture/Venus.png")
  4. earth_texture=load_texture("texture/Earth.png")
  5. mars_texture=load_texture("texture/Mars.png")
  6. jupiter_texture=load_texture("texture/Jupiter.png")
  7. saturn_texture=load_texture("texture/Saturn.png")
  8. uranus_texture=load_texture("texture/Uranus.png")
  9. neptune_texture=load_texture("texture/Neptune.png")

创建一个类Planet，继承自实体Entity，传入_type是星的类型，pos是位置，scale是缩放

angle：每次更新的时候行星围绕太阳转的弧度

fastMode的值为1或0，表示是否让行星围绕太阳公转速度增加到200倍

rotation：星球倾斜度，这里我们随机生成

rotspeed：星球自转的速度

rotMode：表示沿着xyz轴的其中一条进行旋转，自动选择

_type存储星球类型

texture则是材质，通过eval获得该变量

然后进行超类的初始化，model是sphere，也就是球体形状，texture表示贴图，color颜色设置为white，position传入坐标

定义turn方法，传入angle，只要不是太阳，就进行自转公转操作，如果是快速模式，则速度增加到200倍，然后计算得出新的xy坐标，并用exec进行自传操作

最后定义input方法，接受用户输入，注意，这里方法名必须用input，因为它是系统自动调用的，它总会向其传入一个参数，为按下的按键名字，我们就进行判断，如果按下回车，则进行快速模式和普通模式间的切换

  1. class Planet(Entity):
  2.     def __init__(self,_type,pos,scale=2):
  3.         self.angle=rd.uniform(0.0005,0.01)
  4.         self.fastMode=0
  5.         self.rotation=(rd.randint(0,360) for i in range(3))
  6.         self.rotspeed=rd.uniform(0.25,1.5)
  7.         self.rotMode=rd.choice(["x","y","z"])
  8.         self._type=_type
  9.         texture=eval(f"{_type}_texture")
  10.         super().__init__(model="sphere",
  11.                          scale=scale,
  12.                          texture=texture,
  13.                          color=color.white,
  14.                          position=pos)
  15.  
  16.     def turn(self,angle):
  17.         if self._type!="sun":
  18.             if self.fastMode:
  19.                 angle*=200
  20.             self.x=self.x*cos(radians(angle))-self.y*sin(radians(angle))
  21.             self.y=self.x*sin(radians(angle))+self.y*cos(radians(angle))
  22.             exec(f"self.rotation_{self.rotMode}+=self.rotspeed")
  23.  
  24.     def input(self,key):
  25.         if key=="enter":
  26.             self.fastMode=1-self.fastMode

接下来，我们定义Player类，继承自FirstPersonController

为什么不直接用FirstPersonController呢？

因为ursina自带的FirstPersonController自带重力，我们这里只是作为第一人称的视角使用，不需要重力，然后还有一些功能我们不需要用到，所以我们就写一个类继承下来，然后重写它的一部分代码即可。首先，引入全局变量planets，超类初始化，视野设置为90，将初始位置设置为地球的位置，重力（gravity）设置为0，表示没有重力，vspeed表示上升下降时的速度，speed表示水平方向移动的速度，mouse_sensitivity是鼠标灵敏度，需要用Vec2的形式，注意，上面除了vspeed变量可以自己命名，其它的都不可以修改。接下来，重写input，只接收esc按键的信息，当我们按下esc时，如果鼠标为锁定，则释放，如果已经释放，则退出程序。然后创建_update方法，这里我们不重写ursina自动调用的update方法，因为系统代码里面，update方法还有很多操作，如果我们要重写的话，可能还要加上把系统代码复制过来，代码过于繁琐，这里我们自己定义一个名字，在接下来会讲到的代码中自己调用它，在该方法中，监听鼠标左键、左shift和空格的事件，空格原本是跳跃，这里我们设置为上升，系统代码是在input中接收空格键的信息的，我们已经重写过了，所以这里不会触发系统代码的跳跃方法。

这里讲一下input和update中进行按键事件监听操作的不同，input每次只接收一个按键，而且，如果我们一个按键一直按下，它不会一直触发，只会触发一次，然后等到该按键释放，才会重新对该按键进行监听；update相当于主循环，在任何于ursina有关的地方（比如继承自Entity、Button这样的类，或者是主程序）写update方法，ursina都会进行自动调用，我们不需要手动调用它，在update方法中监听事件，我们用到了held_keys，不难发现，held_keys有多个元素，只要按下就为True，所以每次运行到这里，只要按键按下，就执行，而input传入的key本身就是一个元素，所以只有一个，我们按下esc的操作不能连续调用，所以用input，其它移动玩家的代码时可以重复执行的，所以写在update（应该说是用held_keys）中。

  1. class Player(FirstPersonController):
  2.     def __init__(self):
  3.         global planets
  4.         super().__init__()
  5.         camera.fov=90
  6.         self.position=planets[3].position
  7.         self.gravity=0
  8.         self.vspeed=2
  9.         self.speed=600
  10.         self.mouse_sensitivity=Vec2(160,160)
  11.         self.on_enable()
  12.  
  13.     def input(self,key):
  14.         if key=="escape":
  15.             if mouse.locked:
  16.                 self.on_disable()
  17.             else:
  18.                 sys.exit()
  19.  
  20.     def _update(self):
  21.         if held_keys["left mouse"]:
  22.             self.on_enable()
  23.         if held_keys["left shift"]:
  24.             self.y-=self.vspeed
  25.         if held_keys["space"]:
  26.             self.y+=self.vspeed

然后在主程序中写update方法，并在其中调用我们刚刚写的player中的_update方法，再对星球进行自转公转操作

  1. def update():
  2.     global planets,player
  3.     for planet in planets:
  4.         planet.turn(planet.angle)
  5.     player._update()

接下来，我们定义两个列表，分别表示星球名称和星球的大小，其实在实际的大小比例中，和这个相差很多，如果地球是1，太阳则大约为130000，木星和图形分别为1500多和700多，这样相差太大，做在程序里看起来很不寻常，所以我们这里对大多数星球的大小进行放大缩小，把它们大小的相差拉近点。然后遍历并绘制，每颗星球的间隔为前一个的10倍

  1. ps=["sun","mercury","venus","earth","mars","jupiter","saturn","uranus","neptune"]
  2. cp=[200,15,35,42,20,160,145,90,80]
  3. x,y,z=0,0,0
  4. for i,p in enumerate(ps):
  5.     newPlanet=Planet(p,(x,y,z),cp[i])
  6.     planets.append(newPlanet)
  7.     x+=cp[i]*10

最后实例化player，并运行app

  1. player=Player()
  2.  
  3. if __name__ == '__main__':
  4.     app.run()

然后就能实现文章前面展示的效果啦~

最后，附上代码

  1. from ursina import *
  2. from math import *
  3. from ursina.prefabs.first_person_controller import FirstPersonController
  4. import sys
  5. import random as rd
  6.  
  7. app=Ursina()
  8. window.fullscreen=True
  9. window.color=color.black
  10.  
  11. planets=[]
  12.  
  13. class Planet(Entity):
  14.     def __init__(self,_type,pos,scale=2):
  15.         self.angle=rd.uniform(0.0005,0.01)
  16.         self.fastMode=0
  17.         self.rotation=(rd.randint(0,360) for i in range(3))
  18.         self.rotspeed=rd.uniform(0.25,1.5)
  19.         self.rotMode=rd.choice(["x","y","z"])
  20.         self._type=_type
  21.         texture=eval(f"{_type}_texture")
  22.         super().__init__(model="sphere",
  23.                          scale=scale,
  24.                          texture=texture,
  25.                          color=color.white,
  26.                          position=pos)
  27.  
  28.     def turn(self,angle):
  29.         if self._type!="sun":
  30.             if self.fastMode:
  31.                 angle*=200
  32.             self.x=self.x*cos(radians(angle))-self.y*sin(radians(angle))
  33.             self.y=self.x*sin(radians(angle))+self.y*cos(radians(angle))
  34.             exec(f"self.rotation_{self.rotMode}+=self.rotspeed")
  35.  
  36.     def input(self,key):
  37.         if key=="enter":
  38.             self.fastMode=1-self.fastMode
  39.  
  40. class Player(FirstPersonController):
  41.     def __init__(self):
  42.         global planets
  43.         super().__init__()
  44.         camera.fov=90
  45.         self.position=planets[3].position
  46.         self.gravity=0
  47.         self.vspeed=2
  48.         self.speed=600
  49.         self.mouse_sensitivity=Vec2(160,160)
  50.         self.on_enable()
  51.  
  52.     def input(self,key):
  53.         if key=="escape":
  54.             if mouse.locked:
  55.                 self.on_disable()
  56.             else:
  57.                 sys.exit()
  58.  
  59.     def _update(self):
  60.         if held_keys["left mouse"]:
  61.             self.on_enable()
  62.         if held_keys["left shift"]:
  63.             self.y-=self.vspeed
  64.         if held_keys["space"]:
  65.             self.y+=self.vspeed
  66.  
  67. def update():
  68.     global planets,player
  69.     for planet in planets:
  70.         planet.turn(planet.angle)
  71.     player._update()
  72.  
  73. sun_texture=load_texture("texture/Sun.png")
  74. mercury_texture=load_texture("texture/Mercury.png")
  75. venus_texture=load_texture("texture/Venus.png")
  76. earth_texture=load_texture("texture/Earth.png")
  77. mars_texture=load_texture("texture/Mars.png")
  78. jupiter_texture=load_texture("texture/Jupiter.png")
  79. saturn_texture=load_texture("texture/Saturn.png")
  80. uranus_texture=load_texture("texture/Uranus.png")
  81. neptune_texture=load_texture("texture/Neptune.png")
  82.  
  83. ps=["sun","mercury","venus","earth","mars","jupiter","saturn","uranus","neptune"]
  84. cp=[200,15,35,42,20,160,145,90,80]
  85. x,y,z=0,0,0
  86. for i,p in enumerate(ps):
  87.     newPlanet=Planet(p,(x,y,z),cp[i])
  88.     planets.append(newPlanet)
  89.     x+=cp[i]*10
  90.  
  91. player=Player()
  92.  
  93. if __name__ == '__main__':
  94.     app.run()

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