[已解决]pygame天体运动模拟求助……

歌者文明清理员

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现在我已经加入了三维坐标计算，那么怎么知道天体应该缩小成原来的多少倍呢 (视角始终在正上方，x y 没有缩放，我指的是 z)

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isdkz

2023-8-2 17:25:22

你好！根据你的描述，你已经在pygame中加入了三维坐标计算，并且你想知道如何确定天体在z轴方向（垂直方向）上应该缩小多少倍，以实现适当的视觉效果。以下是你可以考虑的方法：

在三维图形渲染中，通常会使用透视投影来模拟远近景深，这是因为我们的视觉系统会感知远处的物体比近处的物体小。你可以尝试使用类似的透视投影方法来实现天体在z轴方向上的缩放效果。

一种简单的方法是，根据天体在z轴上的距离，对其进行缩放。你可以通过计算天体的z坐标与相机位置的距离来确定缩放比例。距离相机越远的天体，缩放比例就越小，距离相机越近的天体，缩放比例就越大。

在你的代码中，可以尝试以下步骤来实现这一效果：

1. 计算天体与相机的距离：在更新天体位置的部分，计算天体在三维空间中与相机位置的距离。可以使用欧几里得距离公式来计算距离。

2. 根据距离确定缩放比例：根据计算得到的距离，你可以设置一个缩放函数，将距离映射到适当的缩放比例范围。例如，你可以使用一个反比例函数，让距离越远的天体缩放越小。

3. 应用缩放：在绘制天体的部分，根据计算得到的缩放比例，对天体的z轴尺寸进行缩放。你可以通过修改绘制的矩阵或者直接修改天体的z坐标来实现缩放效果。

以下是一个简化的示例代码片段，演示了如何根据距离进行缩放：

1. import pygame
   
2. import math
   
3. 
   
4. # 计算两点之间的距离
   
5. def distance(p1, p2):
   
6.     return math.sqrt((p1[0] - p2[0]) ** 2 + (p1[1] - p2[1]) ** 2 + (p1[2] - p2[2])**2)
   
7. 
   
8. # 初始化pygame和窗口
   
9. pygame.init()
   
10. screen = pygame.display.set_mode((800, 600))
    
11. clock = pygame.time.Clock()
    
12. 
    
13. # 相机位置
    
14. camera_pos = [0, 0, 0]
    
15. 
    
16. # 天体位置
    
17. star_pos = [100, 100, 500]  # 示例天体初始位置
    
18. 
    
19. while True:
    
20.     for event in pygame.event.get():
    
21.         if event.type == pygame.QUIT:
    
22.             pygame.quit()
    
23.             exit()
    
24. 
    
25.     # 计算天体与相机的距离
    
26.     dist = distance(star_pos, camera_pos)
    
27. 
    
28.     # 根据距离设置缩放比例（这里使用简单的线性缩放）
    
29.     scale_factor = max(1 - dist / 1000, 0.2)  # 距离越远，缩放越小，最小缩放为0.2
    
30. 
    
31.     # 缩放天体的z轴尺寸
    
32.     scaled_star_pos = [star_pos[0], star_pos[1], star_pos[2] * scale_factor]
    
33. 
    
34.     # 在屏幕上绘制天体（这里使用简化的绘制方法）
    
35.     screen.fill((0, 0, 0))
    
36.     pygame.draw.circle(screen, (255, 255, 255), (400, 300), int(scaled_star_pos[2]))
    
37.     pygame.display.flip()
    
38.     clock.tick(60)
    

复制代码

请注意，上述代码只是一个示例，你可能需要根据你的具体情况进行调整和优化。希望这能帮助你实现天体在z轴方向上的缩放效果！如果有更多问题，请随时提问。

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学习编程中的Ben

问题：现在我已经加入了三维坐标计算，那么怎么知道天体应该缩小成原来的多少倍呢？

要确定天体在视角上缩小的倍数，可以考虑以下几个因素：

1. 距离因素： 天体与观察者之间的距离是影响缩放比例的一个重要因素。一般而言，距离越远，天体在视角上就会越小。
2. 视野范围因素： 视野范围的设定也会影响天体的缩放比例。如果视野范围较小，天体在相同距离下会更大；反之，如果视野范围较大，天体在相同距离下会更小。
3. 期望的视觉效果： 个人对于天体大小的期望也是决定缩放比例的因素。你可以根据所需的视觉效果来调整缩放比例，使天体看起来更符合你的预期。

在代码中，根据以上因素，你可以通过修改天体半径（或直径）的数值来实现缩放效果。将半径设定为小于原始半径的数值，可以使天体在视角上缩小。你可以尝试不同的倍数，逐渐调整缩放比例，直到达到你期望的效果。

需要注意的是，视角在正上方且 x、y 轴没有缩放，这意味着你只需要调整天体在 z 轴上的缩放比例即可。具体来说，你可以通过修改绘制天体的半径（或直径）来控制其在视角上的大小。

请参考代码中绘制天体部分的相关代码，并根据需求修改半径的数值来实现天体的缩放效果。

如果回答对你有帮助，请给我一个最佳答案！

Mike_python小

问题：现在我已经加入了三维坐标计算，那么怎么知道天体应该缩小成原来的多少倍呢？

在进行天体运动模拟时，如果你已经加入了三维坐标计算，那么决定天体缩放比例的关键是选择一个合适的视角和观察距离。通过调整观察距离，你可以控制天体在屏幕上显示的大小。

以下是一些思路和方法供参考：

1. 固定缩放比例： 可以手动选择一个固定的缩放比例作为天体的尺寸，使其在给定的观察距离下看起来合适大小。这种方法简单明了，但可能在不同的观察距离下效果不佳。

2. 基于观察距离的自适应缩放： 根据观察距离的远近自动调整缩放比例。当观察距离较远时，天体可以缩小，以避免在屏幕上显示过大。当观察距离较近时，天体可以放大，以更清晰地显示细节。你可以使用线性或非线性函数来计算缩放比例。

   例如，可以使用如下公式之一来计算缩放比例：

   - scale = k / distance：使用一个常数k除以观察距离，其中k是你选择的合适系数。
   - scale = k * log(distance)：使用观察距离的对数与一个系数k相乘。

   通过调整k的值，你可以控制天体的最终大小。

3. 与屏幕尺寸相匹配的缩放： 如果你希望天体在屏幕上显示的大小与屏幕尺寸保持一致，可以根据屏幕的宽度或高度来计算缩放比例。当观察距离变化时，天体的缩放比例也会相应调整，以适应不同大小的屏幕。这种方法通常适用于创建适用于不同设备和屏幕尺寸的可视化效果。

请注意，确定合适的缩放比例需要根据具体情况进行调整和实验。你可以通过反复尝试不同的缩放方法和参数来找到最佳效果。最终选择的缩放比例应该根据你的需求和期望来确定。

isdkz

你好！根据你的描述，你已经在pygame中加入了三维坐标计算，并且你想知道如何确定天体在z轴方向（垂直方向）上应该缩小多少倍，以实现适当的视觉效果。以下是你可以考虑的方法：

在三维图形渲染中，通常会使用透视投影来模拟远近景深，这是因为我们的视觉系统会感知远处的物体比近处的物体小。你可以尝试使用类似的透视投影方法来实现天体在z轴方向上的缩放效果。

一种简单的方法是，根据天体在z轴上的距离，对其进行缩放。你可以通过计算天体的z坐标与相机位置的距离来确定缩放比例。距离相机越远的天体，缩放比例就越小，距离相机越近的天体，缩放比例就越大。

在你的代码中，可以尝试以下步骤来实现这一效果：

1. 计算天体与相机的距离：在更新天体位置的部分，计算天体在三维空间中与相机位置的距离。可以使用欧几里得距离公式来计算距离。

2. 根据距离确定缩放比例：根据计算得到的距离，你可以设置一个缩放函数，将距离映射到适当的缩放比例范围。例如，你可以使用一个反比例函数，让距离越远的天体缩放越小。

3. 应用缩放：在绘制天体的部分，根据计算得到的缩放比例，对天体的z轴尺寸进行缩放。你可以通过修改绘制的矩阵或者直接修改天体的z坐标来实现缩放效果。

以下是一个简化的示例代码片段，演示了如何根据距离进行缩放：

1. import pygame
   
2. import math
   
3. 
   
4. # 计算两点之间的距离
   
5. def distance(p1, p2):
   
6.     return math.sqrt((p1[0] - p2[0]) ** 2 + (p1[1] - p2[1]) ** 2 + (p1[2] - p2[2])**2)
   
7. 
   
8. # 初始化pygame和窗口
   
9. pygame.init()
   
10. screen = pygame.display.set_mode((800, 600))
    
11. clock = pygame.time.Clock()
    
12. 
    
13. # 相机位置
    
14. camera_pos = [0, 0, 0]
    
15. 
    
16. # 天体位置
    
17. star_pos = [100, 100, 500]  # 示例天体初始位置
    
18. 
    
19. while True:
    
20.     for event in pygame.event.get():
    
21.         if event.type == pygame.QUIT:
    
22.             pygame.quit()
    
23.             exit()
    
24. 
    
25.     # 计算天体与相机的距离
    
26.     dist = distance(star_pos, camera_pos)
    
27. 
    
28.     # 根据距离设置缩放比例（这里使用简单的线性缩放）
    
29.     scale_factor = max(1 - dist / 1000, 0.2)  # 距离越远，缩放越小，最小缩放为0.2
    
30. 
    
31.     # 缩放天体的z轴尺寸
    
32.     scaled_star_pos = [star_pos[0], star_pos[1], star_pos[2] * scale_factor]
    
33. 
    
34.     # 在屏幕上绘制天体（这里使用简化的绘制方法）
    
35.     screen.fill((0, 0, 0))
    
36.     pygame.draw.circle(screen, (255, 255, 255), (400, 300), int(scaled_star_pos[2]))
    
37.     pygame.display.flip()
    
38.     clock.tick(60)
    

复制代码

请注意，上述代码只是一个示例，你可能需要根据你的具体情况进行调整和优化。希望这能帮助你实现天体在z轴方向上的缩放效果！如果有更多问题，请随时提问。

歌者文明清理员

isdkz 发表于 2023-8-2 17:25
你好！根据你的描述，你已经在pygame中加入了三维坐标计算，并且你想知道如何确定天体在z轴方向（垂直方向 ...

sfqxx

求代码

歌者文明清理员

sfqxx 发表于 2023-8-2 17:26
求代码

这个在 GitHub 上开源了：https://github.com/dddddgz/star-motion-simulate

isdkz

歌者文明清理员 发表于 2023-8-2 17:26

az

sfqxx

歌者文明清理员 发表于 2023-8-2 17:27
这个在 GitHub 上开源了：https://github.com/dddddgz/star-motion-simulate

不会墙翻

歌者文明清理员

sfqxx 发表于 2023-8-2 17:29
不会墙翻

GitHub 不用虚拟隧道网络哦，我直连 1秒

liuhongrun2022

sfqxx 发表于 2023-8-2 17:29
不会墙翻

FastGithub了解一下

hellomyprogram

介于你可能以后需要移动摄像机和渲染星球路径，不建议直接将视角定死在俯视图。 OpenGL 这一三维渲染库可能符合你的需求。（你也可以手搓一个，就是要一点点矩阵知识）

就现在而言，你有两种选择：正交和投影。
正交指的是摄像机是一个平面，而投影指的是摄像机是一个点。
如果是正交的话就非常简单，星球的大小并不会改变。
如果是投影的话，你可以使用相似三角形。

设屏幕与摄像机的 z 轴差为 f ，星球实际的大小为 r ，星球与摄像机的 z 轴差为 d ，星球在屏幕上的大小为 r'
容易得到，

d/f = r/r'

即

r' = fr/d

所以星球的大小就是这样。（我应该没算错吧）