Python之漂亮的太阳系——闪瞎你的双眼！

资源素材

太阳系现在只有8大行星，连太阳一起，一共是9张图片。如果没有的朋友，可以到文末的下载地址下载。

defopenSolor(solar):
defloadImg(name):
str1=os.path.join(basePath,name+'.png')
img=Image.open(str1)
solar[name]=img

basePath=r'D:\太阳系\素材'
#
loadImg('sun')
loadImg('venus')
loadImg('jupiter')
loadImg('earth')
loadImg('mars')
loadImg('mercury')
loadImg('neptune')
loadImg('pluto')
loadImg('uranus')
loadImg('saturn')

基本运动原理

每颗行星的运动轨迹都是椭圆的，我们这里用一个参数方程来计算坐标：

x=cos(arc)*a

y=sin(arc)*b

其中，a,b 是椭圆的长轴和短轴，arc是运行角度，x,y是水平面坐标。

先上一张静态效果图吧!

参数的设置

为了效果好看，实际参数不可能是真实的。但有几个关键条件至少应该满足。首先行星顺序别弄错，行星轨道之间的间距不是等距的，而是渐增的。

其次是火星和木星直接有一个小行星带，所以这两个行星的轨道之间最好留出一个空隙。还有就是越往外圈的行星，绕行速度越慢。

definitSolar(posList):
defgetNumber():
returnrandom.randint(0,35)*10
posList['sun']={'pos':(0,360),'rate':2,'scale':1,'radx':1,'layer':360}
posList['mercury']={'rate':0.15,'radx':500,'arc':getNumber(),'rady':200,'speed':15}
posList['venus']={'rate':0.2,'radx':550,'arc':getNumber(),'rady':250,'speed':10}
posList['earth']={'rate':0.2,'radx':630,'arc':getNumber(),'rady':320,'speed':8}
posList['mars']={'rate':0.2,'radx':740,'arc':getNumber(),'rady':410,'speed':6}
posList['jupiter']={'rate':0.7,'radx':1050,'arc':getNumber(),'rady':650,'speed':4}
posList['saturn']={'rate':1,'radx':1250,'arc':getNumber(),'rady':800,'speed':3}
posList['uranus']={'rate':0.3,'radx':1480,'arc':getNumber(),'rady':970,'speed':2}
posList['neptune']={'rate':0.3,'radx':1740,'arc':getNumber(),'rady':1160,'speed':2}

投影

一般的效果是将行星围绕太阳的公转面至于一个水平面上，然后投影到垂直的屏幕上。投影算法不难。

x=math.sin(math.radians(a))*radx+x0
y=math.cos(math.radians(a))*rady+y0
showX=x
showY=midY-H/(D+y)*y

其中，x，y是公转平面坐标，showX,showY是投影到垂直平面的坐标。H是平面的高度，D是屏幕到太阳系的距离。

从数据来看，我们的太阳系模型是一个非常小的模型，或者电脑屏幕非常大。因为这两者实际差不多大，以至于从观察者的视角就可以出现很明显的近大远小效果。从这种效果就可以知道，数据与真实值差别极为巨大。

近大远小的效果，只与y相关。

data['scale']=(y0+D)/(y+D)

遮挡效果

为了有真实感，行星之间、行星与轨道之间，轨道与太阳之间等等的遮挡效果是最关键的。

我们的做法是先画后半区，再画太阳，再画前半区。后半区中，远日行星先画；前半区中，近日行星先画。以保证正确的遮挡效果。

drawOrb(img,solar,posList,0,90,True)
pasteSolor(img,solar,posList)
drawOrb(img,solar,posList,90,180,False)

比较复杂一点的是行星与自身轨道之间的遮挡关系。必须实现一线穿一球的效果才好看。而且穿球位置不是固定不变的。这里，我们根据行星所在角度的不同，将轨道拆分为两半来画。

一部分轨道是被行星遮挡的，另一部分轨道遮挡行星，但留一些空间，以实现比较自然的穿球效果。

drawArc(arc1,arc)
rate=posList[name]['rate']*posList[name]['scale']
pic=solarImg[name].resize(effect.tupleRound(effect.tupleMul(solarImg[name].size,rate)),Image.ANTIALIAS)
pos=effect.tupleRound(effect.tupleAdd(posList[name]['pos'],effect.tupleMul(pic.size,-0.5)))
r,g,b,alpha=pic.split()
img.paste(pic,pos,mask=alpha)
#穿球点，随arc不同而不同
#90度位置，在中心穿球，
#越接近0或180度，越接近球边缘
#根据这种性质，采用cos来模拟
darc=abs(round(math.cos(math.radians(arc))*solarImg[name].size[1]*rate/50))
#darc=abs(round(math.cos(math.radians(arc))*5))
#print(name,arc,darc)
drawArc(arc+darc,arc2)

素材链接：https://pan.baidu.com/s/18ELL4aL-jHbIbIacMpVbjA

提取码：5bjj

更多Python知识，请关注Python视频教程！！