制作星空教程程序可以分为几个步骤,这里提供两个不同的实现方法:使用pygame和numpy库进行3D星空模拟,以及使用matplotlib库进行2D星空绘制。
方法一:使用pygame和numpy库
安装必要的库
```bash
pip install pygame numpy
```
设置观星环境
```python
import pygame
import numpy as np
WIDTH, HEIGHT = 800, 600
pygame.init()
screen = pygame.display.set_mode((WIDTH, HEIGHT))
clock = pygame.time.Clock()
```
创建星星
```python
num_stars = 200
stars = np.random.rand(num_stars, 3)
stars[:, 0] *= WIDTH
stars[:, 1] *= HEIGHT
stars[:, 2] *= 5 z轴,用于模拟深度
```
给星星加点动感
```python
def move_stars():
stars[:, 2] -= 0.1
stars[stars[:, 2] < 0, 2] = 5
def draw_stars():
for star in stars:
x, y, z = star
size = (5 - z) * 10 根据z坐标计算大小
color = (1 - z) * 255 根据z坐标计算亮度
pygame.draw.point(screen, (int(x), int(y)), (255, 255, 255), size)
```
主循环
```python
running = True
while running:
for event in pygame.event.get():
if event.type == pygame.QUIT:
running = False
screen.fill((0, 0, 0))
draw_stars()
pygame.display.flip()
clock.tick(60)
pygame.quit()
```
方法二:使用matplotlib库
安装必要的库
```bash
pip install numpy matplotlib
```
生成随机星星数据
```python
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
np.random.seed(42)
n_stars = 1000
x = np.random.uniform(-1, 1, n_stars)
y = np.random.uniform(-1, 1, n_stars)
z = np.random.uniform(-1, 1, n_stars)
sizes = np.random.uniform(10, 100, n_stars)
colors = np.random.uniform(0, 1, (n_stars, 3))
```
创建3D画布
```python
fig = plt.figure(figsize=(10, 8))
ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')
```
绘制星星
```python
scatter = ax.scatter(x, y, z, s=sizes, c=colors, alpha=0.5)
```
添加颜色条
```python
fig.colorbar(scatter, shrink=0.5, aspect=5)
```
显示图形
```python
plt.show()
```
这两种方法分别适用于不同的需求和场景,你可以根据自己的熟悉程度和需求选择合适的方法进行尝试。