Python炫酷星空

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Python模拟3D星空动画的完整代码。

技术需求

1. Python turtle 库：

   • turtle库用于在屏幕上绘制图形和实现动画。通过Turtle对象，可以控制形状、位置、颜色等属性，并进行动态更新。
   • 主要功能包括创建图形、设置画笔和填充颜色、控制速度与位置，以及隐藏和显示图形。

2. Python random 库：

   • random库用于生成随机数，此处用于随机生成星星的位置、大小和移动速度，增加动画的多样性和不可预测性。
   • 例如，使用random.uniform(0, 1)生成0到1之间的浮点数以控制星星大小；使用random.randint()生成随机整数确定星星的初始位置和速度。

3. Turtle 对象的克隆：

   • 使用turtle.clone()方法克隆turtle对象，使每颗星星拥有独立的位置、速度和大小属性。每颗星星作为turtle对象的副本，可独立移动和变化。

4. 循环控制：

   • 通过while True:无限循环和for循环不断更新星星位置，保持动画持续运行。
   • 不断更新星星位置以创建动态效果，当星星移出屏幕时，通过隐藏、重置位置并显示实现“循环出现”效果。

5. 事件驱动模型：

   • turtle.mainloop()启动事件循环，保持图形窗口持续显示和交互。这是turtle库及其他图形库常用的机制，确保程序持续运行直至用户关闭窗口。

完整代码

import turtle as tu
import random as ra
width, height = 800, 600
tu.setup(width, height)
tu.title("3D星空")
tu.bgcolor("black")
tu.delay(0)
t=tu.Turtle(visible=False,shape='circle')
t.pencolor("white")
t.fillcolor("white")
t.penup()
stars = []
……

代码分析

这段代码利用Python的turtle库实现了一个简单的3D星空动画效果，模拟了星星在黑暗背景上移动的场景。星星随机生成并持续向左移动，当移出屏幕时会在右侧重新出现，形成连续动态效果。代码主要分为窗口设置、星星生成、星星移动和循环刷新等部分。以下是对每个部分的详细分析：

1. 导入库

import turtle as tu
import random as ra

此行导入了turtle和random模块，分别用于图形绘制和随机数生成。turtle库是Python内置的图形库，适用于绘制各种图形和动画；random库则用于生成随机数，本代码中用于随机生成星星的位置、大小和移动速度。

2. 设置窗口尺寸和背景

width, height = 800, 600
tu.setup(width, height)
tu.title("3D星空")
tu.bgcolor("black")
tu.delay(0)

• width, height = 800, 600：定义绘图窗口尺寸为800x600像素。
• tu.setup(width, height)：设置窗口尺寸。
• tu.title("3D星空")：设置窗口标题。
• tu.bgcolor("black")：设置背景色为黑色，营造星空氛围。
• tu.delay(0)：关闭动画延迟，确保流畅绘制。

3. 创建turtle对象

t = tu.Turtle(visible=False, shape='circle')
t.pencolor("white")
t.fillcolor("white")
t.penup()

创建一个turtle对象t用于绘制星星：

• tu.Turtle(visible=False, shape='circle')：创建不可见的圆形turtle对象。
• t.pencolor("white") 和 t.fillcolor("white")：设置画笔和填充颜色为白色。
• t.penup()：提升画笔，避免移动时留下痕迹。

4. 创建星星

这部分生成99颗星星，每颗通过克隆t对象创建：

• stars = []：初始化空列表存储星星对象。
• for i in range(99):：循环生成99颗星星。
• star = t.clone()：克隆t对象生成新星星。
• s = ra.uniform(0, 1) / 3：生成随机大小比例。
• star.shapesize(s, s)：设置星星大小。
• star.speed(ra.randint(2, 5))：设置随机移动速度。
• star.setx(ra.randint(width//2, width)) 和 star.sety(ra.randint(-height//2, height//2))：设置随机初始位置。
• star.showturtle()：显示星星。
• stars.append(star)：将星星添加到列表中。

5. 星星的运动与循环

实现星星不断移动及重置功能：

• while True:：无限循环保证持续运动。
• for star in stars:：遍历所有星星进行移动。
• star.setx(star.xcor() - star.speed())：使星星向左移动。
• if star.xcor() < -width//2:：判断星星是否移出屏幕左侧。
• star.hideturtle()：隐藏离开屏幕的星星。
• star.setx(ra.randint(width//2, width)) 和 star.sety(ra.randint(-height//2, height//2))：重置星星位置。
• star.showturtle()：重新显示星星。

6. 主循环

tu.mainloop()

启动turtle主事件循环，保持窗口持续显示。

7. 总结

该代码通过turtle库实现了简单而有趣的星空动画，每颗星星具有随机的大小、速度和初始位置，形成动态效果。使用turtle的克隆功能和random模块增加了随机性和趣味性，整体结构清晰，易于理解。

写在后面

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