快到春节了,用 Python 实现一场烟花秀

春节的脚步越来越近了,每逢春节很多地方都会燃放烟花来增添节日的气氛,然而因环境污染的加剧,近年来不少地方已经禁止燃放烟花了,为了弥补这个遗憾,本文我们来看一下如何使用 Python 来实现一场烟花秀。

实现

功能实现用到的 Python 库包括:tkinter、PIL、time、random、math,如果之前没有装过第三库的话,使用 pip install pillow 装一下即可。

首先,我们使用 tkinter 来创建一个画布,可以根据自己的喜好选一张应景的图片作为背景,代码实现如下:

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root = tk.Tk()
# 绘制一个画布
cv = tk.Canvas(root, height=457, width=690)
# 背景图
image = Image.open("bg.jpeg")
photo = ImageTk.PhotoImage(image)
# 在画板上绘制一张图片
cv.create_image(0, 0, image=photo, anchor='nw')
cv.pack()

看一下效果:

接着我们来实现烟花燃放的效果并在画布上显示。先来定义一个烟花类 fireworks,类中主要包括:初始化方法和更新数据方法。

初始化方法主要参数包括:烟花绽放坐标轴、速度、颜色、粒子数和时间等,代码实现如下:

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def __init__(self, cv, idx, total, explosion_speed, x=0., y=0.,
			 vx=0., vy=0., size=2., color='red', lifespan=2, **kwargs):
	self.id = idx
	# 烟花绽放 x 轴
	self.x = x
	# 烟花绽放 x 轴
	self.y = y
	self.initial_speed = explosion_speed
	# 外放 x 轴速度
	self.vx = vx
	# 外放 y 轴速度
	self.vy = vy
	# 绽放的粒子数
	self.total = total
	# 已停留时间
	self.age = 0
	# 颜色
	self.color = color
	# 画布
	self.cv = cv
	self.cid = self.cv.create_oval(x - size, y - size, x + size, y + size,
	fill=self.color)
	self.lifespan = lifespan

当烟花燃放过后需要进行刷新,看一下更新方法,代码实现如下:

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def update(self, dt):
	self.age += dt
	# 粒子膨胀
	if self.alive() and self.expand():
		move_x = cos(radians(self.id * 360 / self.total)) * self.initial_speed
		move_y = sin(radians(self.id * 360 / self.total)) * self.initial_speed
		self.cv.move(self.cid, move_x, move_y)
		self.vx = move_x / (float(dt) * 1000)
	# 膨胀到最大下落
	elif self.alive():
		move_x = cos(radians(self.id * 360 / self.total))
		self.cv.move(self.cid, self.vx + move_x, self.vy + 0.5 * dt)
		self.vy += 0.5 * dt
	# 过期移除
	elif self.cid is not None:
		cv.delete(self.cid)
		self.cid = None

再接着来看烟花燃放的实现,主要元素包括:烟花的个数、爆炸的范围和速度、停留时间和刷新时间等,代码实现如下:

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def ignite(cv):
    t = time()
    # 烟花列表
    explode_points = []
    wait_time = randint(10, 100)
    # 爆炸的个数
    numb_explode = randint(6, 10)
    for point in range(numb_explode):
        # 爆炸粒子列表
        objects = []
        # 爆炸 x 轴
        x_cordi = randint(50, 550)
        # 爆炸 y 轴
        y_cordi = randint(50, 150)
        speed = uniform(0.5, 1.5)
        size = uniform(0.5, 3)
        color = choice(colors)
        # 爆炸的绽放速度
        explosion_speed = uniform(0.2, 1)
        # 爆炸的粒子数半径
        total_particles = randint(10, 50)
        for i in range(1, total_particles):
            r = fireworks(cv, idx=i, total=total_particles,
                          explosion_speed=explosion_speed, x=x_cordi, y=y_cordi,
                     vx=speed, vy=speed, color=color, size=size,
                     lifespan=uniform(0.6, 1.75))
            # 添加进粒子列表里
            objects.append(r)
        # 把粒子列表添加到烟花列表
        explode_points.append(objects)
    total_time = .0
    # 在 1.8 秒时间帧内保持更新
    while total_time < 1.8:
        # 让画面暂停 0.01s
        sleep(0.01)
        # 刷新时间
        tnew = time()
        t, dt = tnew, tnew - t
        # 遍历烟花列表
        for point in explode_points:
            # 遍历烟花里的粒子列表
            for item in point:
                # 更新时间
                item.update(dt)
        # 刷新页面
        cv.update()
        total_time += dt
    root.after(wait_time, ignite, cv)

最后,我们来看一下效果:

总结

本文我们使用 Python 实现了烟花燃放的特效,如果感兴趣的话,可以自动动手试试。

示例代码:py-firework

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