今天是2021 的最后一天，到了這個時間點，部分小伙伴已經開始復盤這一年的得與失，比如今年增加了多少技能點，看了多少本書，寫了多少篇文章或者年前的小目標實作進度大概多少等等；做一個象征性的年終總結來告別2021，迎接2022：

本篇文章，帶大家用 Python 制作一個炫酷煙花秀，來迎接即將到來的元旦佳節，開始之前先看一下最終效果

環境介紹：

語言：Python；

庫：Pygame；

原理介紹

很多人學習蟒蛇，不知道從何學起，

很多人學習python，掌握了基本語法之后，不知道在哪里尋找案例上手，

很多已經做了案例的人，卻不知道如何去學習更多高深的知識，

那么針對這三類人，我給大家提供一個好的學習平臺，免費獲取視頻教程，電子書，以及課程的源代碼！

QQ群：101677771

在介紹代碼之前，先介紹下 Pygame 繪制煙花的基本原理，煙花從發射到綻放一共分為三個階段：

1，發射階段：在這一階段煙花的形狀是線性向上，通過設定一組大小不同、顏色不同的點來模擬“向上發射” 的運動運動，運動程序中 5個點被賦予不同大小的加速度，隨著時間推移，后面的點會趕上前面的點，最終所有點會匯聚在一起，處于綻放準備階段；

2，煙花綻放：煙花綻放這個階段，是由一個點分散多個點向不同方向發散，并且每個點的移動軌跡可需要被記錄，目的是為了追蹤整個綻放軌跡，

3，煙花凋零，此階段負責描繪綻放后煙花的效果，綻放后的煙花，而在每一時刻點的下降速度和亮度（代碼中也叫透明度）是不一樣的，因此在代碼里，將煙花綻放后將每個點賦予兩個屬性：分別為重力向量和生命周期，來模擬煙花在不同時期時不同的展現效果，

代碼實操

代碼部分將煙花封裝為三個類：

Firework : 煙花整體；

Particle ：煙花粒子（包含軌跡）

Trail ：煙花軌跡，本質上是一個點，

三個類之間的關系為：一個Firework 由多個 Particle 構成，而一個 Particle 由多個 Trail 構成

首先設定全域變數，例如重力向量，視窗大小，Trail 的顏色串列（多為灰色或白色）以及不同狀態下 Trail 之間間隔

gravity = vector(0, 0.3)
DISPLAY_WIDTH = DISPLAY_HEIGHT = 800


trail_colours = [(45, 45, 45), (60, 60, 60), (75, 75, 75), (125, 125, 125), (150, 150, 150)]
dynamic_offset = 1
static_offset = 3

創建 Trail 類，定義 show 方法繪制軌跡、get_pos 實時獲取軌跡坐標

class Trail:

    def __init__(self, n, size, dynamic):
        self.pos_in_line = n
        self.pos = vector(-10, -10)
        self.dynamic = dynamic

        if self.dynamic:
            self.colour = trail_colours[n]
            self.size = int(size - n / 2)
        else:
            self.colour = (255, 255, 200)
            self.size = size - 2
            if self.size < 0:
                self.size = 0

    def get_pos(self, x, y):
        self.pos = vector(x, y)

    def show(self, win):
        pygame.draw.circle(win, self.colour, (int(self.pos.x), int(self.pos.y)), self.size)

Particle 類核心代碼

class Particle:

    def __init__(self, x, y, firework, colour):
        self.firework = firework
        self.pos = vector(x, y)
        self.origin = vector(x, y)
        self.radius = 20
        self.remove = False
        self.explosion_radius = randint(5, 18)
        self.life = 0
        self.acc = vector(0, 0)
        # trail variables
        self.trails = []  # stores the particles trail objects
        self.prev_posx = [-10] * 10  # stores the 10 last positions
        self.prev_posy = [-10] * 10  # stores the 10 last positions

        if self.firework:
            self.vel = vector(0, -randint(17, 20))
            self.size = 5
            self.colour = colour
            for i in range(5):
                self.trails.append(Trail(i, self.size, True))
        else:
            self.vel = vector(uniform(-1, 1), uniform(-1, 1))
            self.vel.x *= randint(7, self.explosion_radius + 2)
            self.vel.y *= randint(7, self.explosion_radius + 2)
            # 向量
            self.size = randint(2, 4)
            self.colour = choice(colour)
            # 5 個 tails總計
            for i in range(5):
                self.trails.append(Trail(i, self.size, False))

    def apply_force(self, force):
        self.acc += force

    def move(self):
        if not self.firework:
            self.vel.x *= 0.8
            self.vel.y *= 0.8
        self.vel += self.acc
        self.pos += self.vel
        self.acc *= 0

        if self.life == 0 and not self.firework:  # check if particle is outside explosion radius
            distance = math.sqrt((self.pos.x - self.origin.x) ** 2 + (self.pos.y - self.origin.y) ** 2)
            if distance > self.explosion_radius:
                self.remove = True

        self.decay()

        self.trail_update()

        self.life += 1

    def show(self, win):
        pygame.draw.circle(win, (self.colour[0], self.colour[1], self.colour[2], 0), (int(self.pos.x), int(self.pos.y)),
                           self.size)

    def decay(self):  # random decay of the particles
        if 50 > self.life > 10:  # early stage their is a small chance of decay
            ran = randint(0, 30)
            if ran == 0:
                self.remove = True
        elif self.life > 50:
            ran = randint(0, 5)
            if ran == 0:
                self.remove = True

Firework 類核心代碼

class Firework:
    def __init__(self):
        # 隨機顏色
        self.colour = (randint(0, 255), randint(0, 255), randint(0, 255))
        self.colours = (
            (randint(0, 255), randint(0, 255), randint(0, 255)),
            (randint(0, 255), randint(0, 255), randint(0, 255)),
            (randint(0, 255), randint(0, 255), randint(0, 255)))
        self.firework = Particle(randint(0, DISPLAY_WIDTH), DISPLAY_HEIGHT, True,
                                 self.colour)  # Creates the firework particle
        self.exploded = False
        self.particles = []
        self.min_max_particles = vector(100, 225)

    def update(self, win):  # called every frame
        if not self.exploded:
            self.firework.apply_force(gravity)
            self.firework.move()
            for tf in self.firework.trails:
                tf.show(win)

            self.show(win)

            if self.firework.vel.y >= 0:
                self.exploded = True
                self.explode()
        else:
            for particle in self.particles:
                particle.apply_force(vector(gravity.x + uniform(-1, 1) / 20, gravity.y / 2 + (randint(1, 8) / 100)))
                particle.move()
                for t in particle.trails:
                    t.show(win)
                particle.show(win)

 
    def remove(self):
        if self.exploded:
            for p in self.particles:
                if p.remove is True:
                    self.particles.remove(p)

            if len(self.particles) == 0:
                return True
            else:
                return False

最后，寫一個 main 方法來對 pygame 環境進行初始化，例如背景圖片，文字，設定頁面重繪間隔，程式中設定的每 60ms 重繪一次，

pygame.display.set_caption("Fireworks in Pygame") # 標題
    background = pygame.image.load("img/1.png") # 背景
    myfont = pygame.font.Font("img/simkai.ttf",80)
    myfont1 = pygame.font.Font("img/simkai.ttf", 30)

    testsurface = myfont.render("元旦快樂",False,(255,255,255))
    testsurface1 = myfont1.render("By:小張Python", False, (255, 255, 255))

    # pygame.image.load("")
    win = pygame.display.set_mode((DISPLAY_WIDTH, DISPLAY_HEIGHT))
    # win.blit(background)
    clock = pygame.time.Clock()

    fireworks = [Firework() for i in range(2)]  # create the first fireworks
    running = True

    while running:
        clock.tick(60)
        win.fill((20, 20, 30))  # draw background
        win.blit(background,(0,0))
        win.blit(testsurface,(200,200))
        win.blit(testsurface1, (300,200))

        if randint(0, 20) == 1:  # create new firework
            fireworks.append(Firework())

        update(win, fireworks)

另外程式中會對你的按鍵命令進行監控：

當按下鍵 1時，會立即生成一個新的 “煙花”；
當按下鍵 2時，會同時生成 10 個 “煙花”

for event in pygame.event.get():
            if event.type == pygame.QUIT:
                running = False
            if event.type == pygame.KEYDOWN:  # Change game speed with number keys
                if event.key == pygame.K_1: # 按下 1
                    fireworks.append(Firework())
                if event.key == pygame.K_2: # 按下 2 加入10個煙花
                    for i in range(10):
                        fireworks.append(Firework())

總的來說，整個小案例的代碼量不算很多，一共250行左右，但案例中涉及到較為復雜的繪制邏輯和抽象的類之間的封裝關系，因此大家理解代碼相對會需要耗費點時間，

寫到這里，本篇文章算基本結束了，主要介紹就是如何用 Pygame 來模擬一個煙花綻放程序，核心內容大致兩點：第一，如何用繪制點的方式來模擬煙花綻放運動軌跡；第二介紹Pygame 一些基礎用法：替換背景，繪制文字，更新狀態等功能；

轉載請註明出處，本文鏈接：https://www.uj5u.com/houduan/402415.html

標籤：其他

上一篇：Excelize 2.5.0 正式發布，這些新增功能值得關注

下一篇：SpringBoot整合Ehcache3

逢年過節就拿出這些代碼，Python 制作一個炫酷煙花秀

原理介紹

代碼實操