在 Python3 中使用 Arcade 绘制抛物线

简介

Arcade 是一个 Python 的 2D 游戏引擎，它可以轻松地帮助我们创建 2D 游戏。除了 2D 游戏，它还可以用于编写可视化应用程序的图形环境。在这篇文章中，我们将使用 Arcade 绘制一个抛物线的图形，并简要介绍如何使用 Arcade 绘制其他的图形。

安装

在安装 Arcade 之前，我们需要确保我们的 Python 版本是 3.7 或以上。然后可以使用以下命令在终端中安装 Arcade：

pip install arcade

绘制抛物线

首先，我们需要导入必要的库：

import arcade
import math

在 Arcade 中，绘制图形的最基本的单元是 Sprite。Sprite 是一个可以在屏幕上绘制的图形对象。接下来我们创建一个叫 Parabola 的类，它是一个 Sprite，用于绘制抛物线的图形：

class Parabola(arcade.Sprite):

    def __init__(self, color, width, height):
        super().__init__()

        self.width = width
        self.height = height
        self.color = color
        self.segments = 50

        self.points = self.generate_points()

        self.texture = self.generate_texture()

    def generate_points(self):
        points = []
        for i in range(self.segments):
            x = self.width * i/self.segments
            y = self.height * ((1 - math.pow((2*i/self.segments) - 1, 2)) / 2)
            points.append((x, y))
        return points

    def generate_texture(self):
        image = arcade.make_soft_square_texture(40, self.color)
        texture = arcade.Texture("Parabola Texture", image)
        return texture

上面的代码创建了一个叫 Parabola 的类，用于绘制抛物线的图形。它有四个属性：

• width ：抛物线的宽度；
• height ：抛物线的高度；
• color ：抛物线的颜色；
• segments ：抛物线的细节程度，它影响抛物线上的点数。

类中定义了两个方法：

• generate_points() ：用于生成抛物线上的点；
• generate_texture() ：用于生成抛物线的纹理。

在 generate_points() 方法中，我们使用 self.segments 属性生成 self.segments 个点，并将这些点存储在一个列表中，并返回这个列表。在 generate_texture() 方法中，我们使用 arcade.make_soft_square_texture() 函数生成一个 40 x 40 像素的纹理，然后将其转化为一个 Texture 对象。在这个纹理图像中，每个像素都是 self.color 颜色。

接下来，我们将创建一个 MyGame 类来绘制抛物线图形。在这个类中，我们创建了一个 Parabola 对象，将其位置设置在屏幕中央并绘制在屏幕上：

class MyGame(arcade.Window):

    def __init__(self, width, height, title):
        super().__init__(width, height, title)

        self.parabola = Parabola(arcade.color.BLUE, self.width, self.height)
        self.parabola.center_x = self.width/2
        self.parabola.center_y = self.height/2

    def on_draw(self):
        arcade.start_render()

        self.parabola.draw()

在 on_draw() 方法中，我们使用 arcade.start_render() 函数开始绘制图形，并通过 self.parabola.draw() 方法将抛物线绘制到屏幕上。

最后，在我们的 main() 函数中，我们创建了一个 MyGame 对象，并通过 arcade.run() 函数启动游戏：

def main():
    MyGame(800, 600, "Parabola")
    arcade.run()

结论

通过 Arcade，我们可以轻松地绘制抛物线以及其他的图形。它提供了很多绘图函数和类，使我们可以轻松地编写 2D 游戏和可视化应用程序。现在你已经掌握了绘制抛物线的基础，你可以更进一步，尝试绘制其他的图形，如圆形、矩形和椭圆形等。