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pygame.draw中有4个绘制直线的函数,列表如下
一条线段 | 多条线段 | |
---|---|---|
正常 | line | lines |
抗锯齿 | aaline | aalines |
一条和多条线段的输入参数如下
- line(surface, color, start_pos, end_pos, width=1)
- lines(surface, color, closed, points, width=1)
lines
下面演示一下多条线段的用法,实现下面这种动感的随机直线生成窗口
代码如下
python
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()
上面的代码中,lines用于生成随机直线,其5个参数中
- screen可理解为绘制直线的画板
- c即随机生成的三元组,表示颜色
- True对应closed参数,表示生成的直线最后要封闭
- pts即随机生成二元点集
- 最后,1表示直线的宽度。
光线反射
有了直线工具,可以做一个光线反射动画,比如现有一点 x 0 , y 0 x_0, y_0 x0,y0,其出射角度为 θ \theta θ,则射线方程可写为
x = x 0 + k x t k x = cos θ y = y 0 + k y t k x = sin θ x=x_0+k_x t\quad k_x=\cos\theta\\ y=y_0+k_y t\quad k_x=\sin\theta x=x0+kxtkx=cosθy=y0+kytkx=sinθ
这个直线将于4个墙壁产生交点,根据 θ \theta θ的值,可判断具体的交点,具体代码如下
python
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
在有了交点之后,可以得到新的角度。如果是在上下壁反射,则 k x k_x kx变号,否则 k y k_y ky变号。
python
def getNewK(kx, ky, x1, w):
flag = x1==0 or x1==w
return (-kx, ky) if flag else (kx, -ky)
最后,是绘图逻辑
python
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