Python实现动态银河系：模拟旋转的银河动画

屿小夏

发布于 2025-05-23 10:04:30

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引言

银河系的旋转动画是一个迷人且富有挑战性的项目。通过模拟星系的旋转，我们可以更好地理解天文学现象，并创造出视觉上令人惊叹的效果。在这篇博客中，我们将使用Python创建一个动态旋转的银河系动画。通过利用Pygame库，我们可以实现这个美丽的视觉效果。

准备工作

前置条件

在开始之前，你需要确保你的系统已经安装了Pygame库。如果你还没有安装它，可以使用以下命令进行安装：

pip install pygame

Pygame是一个跨平台的Python模块，用于编写视频游戏。它包括计算机图形和声音库，使得游戏开发更加简单。

代码实现与解析

导入必要的库

我们首先需要导入Pygame库和其他必要的模块：

import pygame
import random
import math

初始化Pygame

我们需要初始化Pygame并设置屏幕的基本参数：

pygame.init()
screen = pygame.display.set_mode((800, 800))
pygame.display.set_caption("旋转的银河动画")
clock = pygame.time.Clock()

定义星系类

我们创建一个Galaxy类来定义星系的属性和行为：

class Galaxy:
    def __init__(self, num_stars):
        self.num_stars = num_stars
        self.stars = []
        self.center = (400, 400)
        self.generate_stars()

    def generate_stars(self):
        for _ in range(self.num_stars):
            angle = random.uniform(0, 2 * math.pi)
            distance = random.uniform(50, 350)
            x = self.center[0] + distance * math.cos(angle)
            y = self.center[1] + distance * math.sin(angle)
            speed = random.uniform(0.001, 0.01)
            self.stars.append([x, y, angle, distance, speed])

    def update(self):
        for star in self.stars:
            star[2] += star[4]
            star[0] = self.center[0] + star[3] * math.cos(star[2])
            star[1] = self.center[1] + star[3] * math.sin(star[2])

    def draw(self, screen):
        for star in self.stars:
            pygame.draw.circle(screen, (255, 255, 255), (int(star[0]), int(star[1])), 2)

主循环

我们在主循环中更新星系的旋转状态并绘制：

galaxy = Galaxy(500)

running = True
while running:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            running = False

    screen.fill((0, 0, 0))
    
    galaxy.update()
    galaxy.draw(screen)

    pygame.display.flip()
    clock.tick(60)

pygame.quit()

完整代码

import pygame
import random
import math

# 初始化Pygame
pygame.init()
screen = pygame.display.set_mode((800, 800))
pygame.display.set_caption("旋转的银河动画")
clock = pygame.time.Clock()

# 星系类定义
class Galaxy:
    def __init__(self, num_stars):
        self.num_stars = num_stars
        self.stars = []
        self.center = (400, 400)
        self.generate_stars()

    def generate_stars(self):
        for _ in range(self.num_stars):
            angle = random.uniform(0, 2 * math.pi)
            distance = random.uniform(50, 350)
            x = self.center[0] + distance * math.cos(angle)
            y = self.center[1] + distance * math.sin(angle)
            speed = random.uniform(0.001, 0.01)
            self.stars.append([x, y, angle, distance, speed])

    def update(self):
        for star in self.stars:
            star[2] += star[4]
            star[0] = self.center[0] + star[3] * math.cos(star[2])
            star[1] = self.center[1] + star[3] * math.sin(star[2])

    def draw(self, screen):
        for star in self.stars:
            pygame.draw.circle(screen, (255, 255, 255), (int(star[0]), int(star[1])), 2)

# 主循环
galaxy = Galaxy(500)

running = True
while running:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            running = False

    screen.fill((0, 0, 0))
    
    galaxy.update()
    galaxy.draw(screen)

    pygame.display.flip()
    clock.tick(60)

pygame.quit()