python实现浪漫的烟花秀

无意中看到一段用Tkinter库写的放烟花的程序,就跟着跑了一遍。

设计理念:通过让画面上一个粒子分裂为X数量的粒子来模拟爆炸效果。粒子会发生“膨胀”,意思是它们会以恒速移动且相互之间的角度相等。这样就能让我们以一个向外膨胀的圆圈形式模拟出烟花绽放的画面。经过一定时间后,粒子会进入“自由落体”阶段,也就是由于重力因素它们开始坠落到地面,仿若绽放后熄灭的烟花。

首先我们写一个粒子类,表示烟花事件中的每个粒子,包含大小,颜色,位置,速度等属性以及粒子经历的三个阶段的函数,即:膨胀、坠落、消失。

'''
particles 类
粒子在空中随机生成随机,变成一个圈、下坠、消失
属性:
  - id: 粒子的id
  - x, y: 粒子的坐标
  - vx, vy: 在坐标的变化速度
  - total: 总数
  - age: 粒子存在的时长
  - color: 颜色
  - cv: 画布
  - lifespan: 最高存在时长
'''

class Particle:

  def __init__(self, cv, idx, total, explosion_speed, x=0., y=0., vx=0., vy=0., size=2., color='red', lifespan=2,
         **kwargs):
    self.id = idx
    self.x = x
    self.y = y
    self.initial_speed = explosion_speed
    self.vx = vx
    self.vy = vy
    self.total = total
    self.age = 0
    self.color = color
    self.cv = cv
    self.cid = self.cv.create_oval(
      x - size, y - size, x + size,
      y + size, fill=self.color)
    self.lifespan = lifespan

  def update(self, dt):
    self.age += dt

    # 粒子范围扩大
    if self.alive() and self.expand():
      move_x = cos(radians(self.id * 360 / self.total)) * self.initial_speed
      move_y = sin(radians(self.id * 360 / self.total)) * self.initial_speed
      self.cv.move(self.cid, move_x, move_y)
      self.vx = move_x / (float(dt) * 1000)

    # 以自由落体坠落
    elif self.alive():
      move_x = cos(radians(self.id * 360 / self.total))
      # we technically don't need to update x, y because move will do the job
      self.cv.move(self.cid, self.vx + move_x, self.vy + GRAVITY * dt)
      self.vy += GRAVITY * dt

    # 移除超过最高时长的粒子
    elif self.cid is not None:
      cv.delete(self.cid)
      self.cid = None

  # 扩大的时间
  def expand (self):
    return self.age <= 1.2

  # 粒子是否在最高存在时长内
  def alive(self):
    return self.age <= self.lifespan

接下来我们需要创建一列列表,每个子列表是一个烟花,其包含一列粒子,每个列表中的粒子有相同的x,y坐标、大小、颜色、初始速度。

源码如下:

import tkinter as tk
from PIL import Image, ImageTk
from time import time, sleep
from random import choice, uniform, randint
from math import sin, cos, radians

# 模拟重力
GRAVITY = 0.05
# 颜色选项(随机或者按顺序)
colors = ['red', 'blue', 'yellow', 'white', 'green', 'orange', 'purple', 'seagreen', 'indigo', 'cornflowerblue']

'''
particles 类
粒子在空中随机生成随机,变成一个圈、下坠、消失
属性:
  - id: 粒子的id
  - x, y: 粒子的坐标
  - vx, vy: 在坐标的变化速度
  - total: 总数
  - age: 粒子存在的时长
  - color: 颜色
  - cv: 画布
  - lifespan: 最高存在时长
'''

class Particle:

  def __init__(self, cv, idx, total, explosion_speed, x=0., y=0., vx=0., vy=0., size=2., color='red', lifespan=2,
         **kwargs):
    self.id = idx
    self.x = x
    self.y = y
    self.initial_speed = explosion_speed
    self.vx = vx
    self.vy = vy
    self.total = total
    self.age = 0
    self.color = color
    self.cv = cv
    self.cid = self.cv.create_oval(
      x - size, y - size, x + size,
      y + size, fill=self.color)
    self.lifespan = lifespan

  def update(self, dt):
    self.age += dt

    # 粒子范围扩大
    if self.alive() and self.expand():
      move_x = cos(radians(self.id * 360 / self.total)) * self.initial_speed
      move_y = sin(radians(self.id * 360 / self.total)) * self.initial_speed
      self.cv.move(self.cid, move_x, move_y)
      self.vx = move_x / (float(dt) * 1000)

    # 以自由落体坠落
    elif self.alive():
      move_x = cos(radians(self.id * 360 / self.total))
      # we technically don't need to update x, y because move will do the job
      self.cv.move(self.cid, self.vx + move_x, self.vy + GRAVITY * dt)
      self.vy += GRAVITY * dt

    # 移除超过最高时长的粒子
    elif self.cid is not None:
      cv.delete(self.cid)
      self.cid = None

  # 扩大的时间
  def expand (self):
    return self.age <= 1.2

  # 粒子是否在最高存在时长内
  def alive(self):
    return self.age <= self.lifespan

'''
循环调用保持不停
'''
def simulate(cv):
  t = time()
  explode_points = []
  wait_time = randint(10, 100)
  numb_explode = randint(6, 10)
  # 创建一个所有粒子同时扩大的二维列表
  for point in range(numb_explode):
    objects = []
    x_cordi = randint(50, 550)
    y_cordi = randint(50, 150)
    speed = uniform(0.5, 1.5)
    size = uniform(0.5, 3)
    color = choice(colors)
    explosion_speed = uniform(0.2, 1)
    total_particles = randint(10, 50)
    for i in range(1, total_particles):
      r = Particle(cv, idx=i, total=total_particles, explosion_speed=explosion_speed, x=x_cordi, y=y_cordi,
             vx=speed, vy=speed, color=color, size=size, lifespan=uniform(0.6, 1.75))
      objects.append(r)
    explode_points.append(objects)

  total_time = .0
  # 1.8s内一直扩大
  while total_time < 1.8:
    sleep(0.01)
    tnew = time()
    t, dt = tnew, tnew - t
    for point in explode_points:
      for item in point:
        item.update(dt)
    cv.update()
    total_time += dt
  # 循环调用
  root.after(wait_time, simulate, cv)

def close(*ignore):
  """退出程序、关闭窗口"""
  global root
  root.quit()

if __name__ == '__main__':
  root = tk.Tk()
  cv = tk.Canvas(root, height=360, width=480)
  # 选一个好看的背景会让效果更惊艳!
  image = Image.open("./image.jpg")
  photo = ImageTk.PhotoImage(image)

  cv.create_image(0, 0, image=photo, anchor='nw')
  cv.pack()

  root.protocol("WM_DELETE_WINDOW", close)
  root.after(100, simulate, cv)
  root.mainloop()

效果图(背景请忽略哈哈):

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持我们。

时间: 2019-01-29

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