使用Python和3D引擎制作一个太阳系行星模拟器的教程
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.jpgJupiter.jpgMars.jpgMercury.jpgNeptune.jpgSaturn.jpgSun.jpgUranus.jpgVenus.jpg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fromursinaimport*frommathimport*fromursina.prefabs.first_person_cont
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.jpg
Jupiter.jpg
Mars.jpg
Mercury.jpg
Neptune.jpg
Saturn.jpg
Sun.jpg
Uranus.jpg
Venus.jpg
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
from ursina import * from math import * from ursina.prefabs.first_person_controller import FirstPersonController import sys 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
window.fullscreen=True 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
sun_texture=load_texture("texture/Sun.png")
mercury_texture=load_texture("texture/Mercury.png")
venus_texture=load_texture("texture/Venus.png")
earth_texture=load_texture("texture/Earth.png")
mars_texture=load_texture("texture/Mars.png")
jupiter_texture=load_texture("texture/Jupiter.png")
saturn_texture=load_texture("texture/Saturn.png")
uranus_texture=load_texture("texture/Uranus.png")
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
class Planet(Entity):
def __init__(self,_type,pos,scale=2):
self.angle=rd.uniform(0.0005,0.01)
self.fastMode=0
self.rotation=(rd.randint(0,360) for i in range(3))
self.rotspeed=rd.uniform(0.25,1.5)
self.rotMode=rd.choice(["x","y","z"])
self._type=_type
texture=eval(f"{_type}_texture")
super().__init__(model="sphere",
scale=scale,
texture=texture,
color=color.white,
position=pos)
def turn(self,angle):
if self._type!="sun":
if self.fastMode:
angle*=200
self.x=self.x*cos(radians(angle))-self.y*sin(radians(angle))
self.y=self.x*sin(radians(angle))+self.y*cos(radians(angle))
exec(f"self.rotation_{self.rotMode}+=self.rotspeed")
def input(self,key):
if key=="enter":
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。
class Player(FirstPersonController): def __init__(self): global planets super().__init__() camera.fov=90 self.position=planets[3].position self.gravity=0 self.vspeed=2 self.speed=600 self.mouse_sensitivity=Vec2(160,160) self.on_enable() def input(self,key): if key=="escape": if mouse.locked: self.on_disable() else: sys.exit() def _update(self): if held_keys["left mouse"]: self.on_enable() if held_keys["left shift"]: self.y-=self.vspeed if held_keys["space"]: 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
def update(): global planets,player for planet in planets: planet.turn(planet.angle) 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
ps=["sun","mercury","venus","earth","mars","jupiter","saturn","uranus","neptune"] cp=[200,15,35,42,20,160,145,90,80] x,y,z=0,0,0 for i,p in enumerate(ps): newPlanet=Planet(p,(x,y,z),cp[i]) planets.append(newPlanet) x+=cp[i]*10
最后实例化player，并运行app
player=Player() if __name__ == '__main__': app.run()
然后就能实现文章前面展示的效果啦~
最后，附上代码
from ursina import *
from math import *
from ursina.prefabs.first_person_controller import FirstPersonController
import sys
import random as rd
app=Ursina()
window.fullscreen=True
window.color=color.black
planets=[]
class Planet(Entity):
def __init__(self,_type,pos,scale=2):
self.angle=rd.uniform(0.0005,0.01)
self.fastMode=0
self.rotation=(rd.randint(0,360) for i in range(3))
self.rotspeed=rd.uniform(0.25,1.5)
self.rotMode=rd.choice(["x","y","z"])
self._type=_type
texture=eval(f"{_type}_texture")
super().__init__(model="sphere",
scale=scale,
texture=texture,
color=color.white,
position=pos)
def turn(self,angle):
if self._type!="sun":
if self.fastMode:
angle*=200
self.x=self.x*cos(radians(angle))-self.y*sin(radians(angle))
self.y=self.x*sin(radians(angle))+self.y*cos(radians(angle))
exec(f"self.rotation_{self.rotMode}+=self.rotspeed")
def input(self,key):
if key=="enter":
self.fastMode=1-self.fastMode
class Player(FirstPersonController):
def __init__(self):
global planets
super().__init__()
camera.fov=90
self.position=planets[3].position
self.gravity=0
self.vspeed=2
self.speed=600
self.mouse_sensitivity=Vec2(160,160)
self.on_enable()
def input(self,key):
if key=="escape":
if mouse.locked:
self.on_disable()
else:
sys.exit()
def _update(self):
if held_keys["left mouse"]:
self.on_enable()
if held_keys["left shift"]:
self.y-=self.vspeed
if held_keys["space"]:
self.y+=self.vspeed
def update():
global planets,player
for planet in planets:
planet.turn(planet.angle)
player._update()
sun_texture=load_texture("texture/Sun.png")
mercury_texture=load_texture("texture/Mercury.png")
venus_texture=load_texture("texture/Venus.png")
earth_texture=load_texture("texture/Earth.png")
mars_texture=load_texture("texture/Mars.png")
jupiter_texture=load_texture("texture/Jupiter.png")
saturn_texture=load_texture("texture/Saturn.png")
uranus_texture=load_texture("texture/Uranus.png")
neptune_texture=load_texture("texture/Neptune.png")
ps=["sun","mercury","venus","earth","mars","jupiter","saturn","uranus","neptune"]
cp=[200,15,35,42,20,160,145,90,80]
x,y,z=0,0,0
for i,p in enumerate(ps):
newPlanet=Planet(p,(x,y,z),cp[i])
planets.append(newPlanet)
x+=cp[i]*10
player=Player()
if __name__ == '__main__':
app.run() 
WPS Office是一款面向macOS用户的综合办公套件，将文字处理、电子表格、演示文稿、PDF工具、模板与云协作整合在同一应用中。它兼容常见Microsoft Office格式，支持Intel及Apple芯片Mac，基础功能可免费使用，
Shapr3D是一款面向工业设计、机械工程、建筑概念和三维打印工作流的CAD软件。Mac版采用Parasolid建模内核，支持草图约束、实体建模、工程图、可视化渲染及常见CAD格式交换，并可通过账户在多台设备之间同步项目。
REAPER是Cockos开发的数字音频工作站，提供多轨音频与MIDI录制、剪辑、处理、混音和母带制作工具。Mac版兼容Intel与Apple芯片，支持AU、VST、VST3、CLAP等插件格式，并提供高度可定制的工作流程。
Ableton Live 是面向音乐制作人与现场表演者的数字音频工作站，提供编曲视图、独具特色的现场视图、音频录制、MIDI创作、实时变速、乐器及效果器。Mac版原生支持Apple芯片，并可连接音频接口、MIDI控制器和第三方插件。
Adobe After Effects 是面向动态图形、影视特效与视频合成的专业创作软件。它提供关键帧动画、遮罩抠像、运动跟踪、三维空间、文字动画和表达式等工具，并可与 Premiere Pro、Photoshop、Illustrator
Adobe Audition 是面向播客、影视后期、音乐制作及内容创作者的专业音频工作站，提供波形精修、多轨录制与混音、频谱编辑、降噪修复、响度匹配和效果处理工具，并可与 Adobe Premiere 协同完成视频声音制作。
Adobe Bridge 是面向摄影师、设计师及内容团队的免费数字资产管理工具，可集中预览照片、视频和 Adobe 项目文件，并利用评级、标签、关键词、元数据、筛选与收藏集完成分类检索。它还支持批量重命名、格式导出、相机导入及 Camera
Adobe Illustrator 是 Adobe 推出的专业矢量图形设计软件，适合在 Mac 上制作标志、图标、插画、包装、信息图及印刷版面。它以路径和锚点构建可无损缩放的图形，并提供钢笔、形状、文字、图像描摹、渐变、画板及生成式功能。
Adobe InDesign 是面向印刷品与数字出版物的专业版面设计软件，可在 Mac 上制作书籍、杂志、宣传册、海报、报告及交互式文档。它提供精细的文字样式、网格、母版、长文档管理和印前输出能力。
Adobe Lightroom Classic 是面向桌面摄影工作流的照片管理与后期处理软件，可将原始照片保存在本地硬盘，通过目录、关键词、评分和收藏夹高效整理图库，并提供 RAW 冲印、蒙版、镜头校正、批量同步及多格式导出等功能。
Adobe Media Encoder 是 Adobe 推出的专业音视频编码与转码工具，可通过队列、预设和监视文件夹批量完成格式转换、代理文件创建及多平台成片输出，并与 Premiere Pro、After Effects 等软件紧密协作。
Adobe Photoshop 是面向摄影师、设计师和内容创作者的专业图像处理软件，提供图层、蒙版、选区、修复、调色、文字排版、智能对象及生成式编辑等能力。Mac 版支持 Intel 与 Apple Silicon 处理器。
Adobe InDesign 是面向印刷与数字出版的专业页面排版工具，可制作书籍、杂志、宣传册、海报、交互式 PDF 和电子书。它提供精细的文字样式、多页面管理、印前检查及多格式输出能力，并能与 Photoshop、Illustrator
Adobe Illustrator 是用于绘制矢量图形、插画、图标、徽标和版式的专业设计工具。它以路径和锚点为核心，作品放大后仍能保持清晰，并提供画板、文字、渐变、图像描摹及精确变换等功能，适合品牌视觉、印刷物料、数字界面和商业插画创作。
Adobe Bridge 是 Adobe 推出的创意资产管理工具，可集中预览、分类和查找照片、视频、PDF及多种设计文件，并支持元数据、关键词、评级、批量重命名和格式导出。它可与 Photoshop、Illustrator 等应用衔接，
Affinity Photo 是一款面向摄影师、修图师和视觉设计人员的桌面图像编辑工具，提供 RAW 显影、多图层合成、蒙版、实时滤镜、批处理和色彩管理等功能。原独立产品已停止销售，其照片编辑能力已延续至免费的新 Affinity 应用；
Adobe Lightroom Classic 是面向 Windows 桌面摄影工作流的照片管理与无损编辑工具，可通过目录集中整理大型图库，并完成 RAW 显影、局部蒙版、批量调整、打印和多格式导出。它强调本地文件管理与精细控制，
Figma 是面向产品设计与开发团队的云端协作平台，可在 Windows 桌面客户端中完成界面绘制、组件管理、交互原型、评论评审和开发交付。文件保存在云端，多名成员能够同步编辑并共享设计系统；官方同时提供免费 Starter 方案及按席位计
Affinity Designer 是面向矢量图形、数字插画和界面设计的专业创作工具，可在矢量、像素与导出工作区之间快速切换。它提供曲线编辑、形状构建、画板、排版、图层和专业色彩管理，并支持常见设计文件的导入及多种印刷、网页格式输出。
Capture One Pro 是面向摄影师和影像团队的专业桌面照片处理工具，提供相机定制色彩配置、RAW转换、图层与蒙版、联机拍摄、目录及会话管理等功能。它适合棚拍、人像、商业产品、婚礼和风光摄影，
Adobe Acrobat Pro 是面向专业 PDF 工作的综合解决方案，可在 Windows 中创建、编辑、转换、比较、整理和保护文档，并支持表单、电子签名、扫描件文字识别及敏感信息永久遮盖。订阅还包含网页、移动服务和云端协作能力，
Adobe After Effects 是面向动态图形、动画与影视视觉特效制作的专业工具，可完成关键帧动画、图层合成、遮罩跟踪、抠像、文字动画和二维三维元素整合。Windows 版通过 Adobe Creative Cloud 安装及更新，
DaVinci Resolve是Blackmagic Design推出的一体化影视后期工具，将素材管理、非线性剪辑、专业调色、Fusion视觉特效、Fairlight音频处理和成片交付整合在统一工程中。免费版已覆盖多数个人创作需求，
Adobe Media Encoder 是 Adobe 面向视频与音频制作流程提供的专业编码和转码工具，可批量处理媒体文件、创建代理、套用输出预设并监控文件夹自动执行任务。它与 Premiere、After Effects、Audition