会玩，有人用 Python 模拟导弹防御！（python模拟软件）

来源：互联网

创建射击游戏时经常使用自动跟踪算法。这听起来很高深，但实际上并不是军事科学的垄断；从数学上来说，它意味着求解微分方程。

如果没有一些数学基础，这是很难计算的。但计算机不同。你可以利用计算机极快的计算速度，利用微分的思想，再加上一些简单的三角学知识来做到这一点。

现在，我们先看一下算法的原理，再看图。

由于我们稍后将在演示中使用pygame，因此我们还将使用y 轴向下的坐标系，因为pygame 的坐标系是y 轴向下的。

算法的总体思路就是将时间t划分为足够小的段（比如1/1000，时间片越小越准确），基于上图。每个线段形成一个三角形，如图所示。计算导弹下一个时间片的方向（即a）和行进距离（即vt=|AC|）。然后目标在第二个时间片中移动位置。计算出的值成为第二个时间片，在C点构造一个三角形，在第二个时间片中创建一个新的目标点并计算新的vt，进入第三个时间片，并使用这个Repeat。

假设导弹和目标的初始坐标分别为(x1,y1)和(x,y)，并创建直角三角形ABE。这个三角形用来求a的正弦和余弦值。由于vt是自己设定的，所以我们需要计算x和y坐标从A点到C点走了多远。移动值是AD和CD的长度。我们可以将这两者乘以vt cos(a)。 ) 和sin(a) 分别。

计算sin(a) 和cos(a)、正弦和斜率、余弦邻接和斜率。斜边可以使用两点距离公式计算。换句话说：

在那之后

AC 的长度是导弹的速度乘以时间。即|AC|=vt。因此，在这个时间片过去后，导弹应该出现在新位置C。其坐标为：旧点A 的x 增加AD，y 减少CD。

因此，C点的新坐标为：

只要不断重复这个操作就可以了。为了清楚起见，我们将第一个和第二个时间片结合起来。

首先是时间片构造的三角形是ABE。经过一个时间片后，目标从B 点走到D 点。由于导弹现在位于C 点，因此构建并计算了新的三角形CDF。重复这个过程就足够了。事实上，你只需要修正导弹的方向即可。是我们需要研究的问题。

我最近在使用Python的pygame库编写一个小游戏，所以我将使用pygame来演示这种效果。

这是一个非常简单的代码：

导入pygame，系统

从数学导入*

pygame.init()

屏幕=pygame.display.set_mode((800,700),0,32)

导弹=pygame.image.load(\’element/red_pointer.png\’).convert_alpha()

x1,y1=100,600 #导弹初始发射位置

speed=800 #导弹速度

time=1/1000 #每个时间片的长度

时钟=pygame.time.Clock()

旧角度=0

而True:

对于事件pygame.event.get():

ifevent.type==pygame.QUIT:

sys.exit()

时钟.tick(300)

x,y=pygame.mouse.get_pos() #获取鼠标位置。鼠标是需要击中的目标。

distance=sqrt(pow(x1-x,2)+pow(y1-y,2)) #两点距离公式

截面=速度*时间#每个时间片内需要行驶的距离

sina=(y1-y)/距离

余弦=(x-x1)/距离

angle=atan2(y-y1,x-x1) #2条虚线段的弧度值

x1,y1=(x1+部分*科萨， y1-部分*中国)

d_angle=度（角度）#弧度转角度

screen.blit(导弹， (x1-导弹.get_width(), y1-导弹.get_height()/2))

dis_angle=d_angle-old_angle #dis_angle是你需要改变的角度

old_angle=d_angle #更新初始角度

pygame.display.update()

如果仅将导弹视为粒子，则不需要导弹旋转。当然，这是因为粒子不需要在头部或尾部旋转。加载的导弹图像很小，但不旋转似乎也没什么问题。然而，在pygame 中执行旋转并不是一件容易的事。我们先将图像替换为矩形，然后添加旋转功能，看看效果。

导弹=pygame.transform.rotate(导弹， -(d_angle))

screen.blit(导弹， (x1-导弹.get_width(), y1-导弹.get_height()/2))

图像的坐标点是左上角点，所以如果想将图像坐标固定在箭头的尖端，只需缩短图像的长度并使图像的实际打印位置x变小即可。将图像和y 宽度缩小一半。

但实际运行效果并不好。

为什么大体方向相同的情况下，图片中的箭头却始终不跟随鼠标？经过一番研究，我发现图像旋转机制有问题。让我们看看旋转后的图像是什么样子的。

旋转后的图像将位于蓝色范围内。让我们看看旋转90 度时会发生什么。

发现不仅旋转图像的面积变大，而且导弹头的位置也发生了变化。那么如何解决这个问题呢？每次旋转图像时，找到旋转图像的头部位置（图像中的绿色箭头点），并移动绿色图像的打印位置。两个头的x 和y 距离。移动以使旋转的导弹头与实际参与计算的导弹头的位置相匹配后，将如下所示：

这样，两个导弹头的点就重合了。接下来，我们将分析寻找旋转导弹头的算法。根据旋转角度的不同，每个象限的旋转角度参数都不同，所以我们分为这四种情况。

第一和第二象限

在第三象限和第四象限中，旋转仅在正负0到180度之间，因此第三象限和第四象限都是负角度。

显示图像时移动图像

screen.blit(导弹， (x1-宽度+(x1-C[0]),y1-高度/2+(y1-C[1])))

(x1-width, y1-height/2) 这实际上是上图中的(x1, y1)。

最后我添加了相关的算法代码，效果完美。

就是这样！最后附上所有算法代码。

导入pygame，系统

从数学导入*

pygame.init()

font1=pygame.font.SysFont(\’microsoftyaheimicrosoftyaheiui\’,23)

textc=font1.render(\’*\’,True,(250,0,0))

屏幕=pygame.display.set_mode((800,700),0,32)

导弹=pygame.image.load(\’element/rect1.png\’).convert_alpha()

高度=导弹.get_height()

宽度=导弹.get_width()

pygame.mouse.set_visible(0)

x1,y1=100,600 #导弹初始发射位置

speed=800 #导弹速度

time=1/1000 #每个时间片的长度

时钟=pygame.time.Clock()

A=()

B=()

C=()

而True:

对于事件pygame.event.get():

ifevent.type==pygame.QUIT:

sys.exit()

时钟.tick(300)

x,y=pygame.mouse.get_pos() #获取鼠标位置。鼠标是需要击中的目标。

distance=sqrt(pow(x1-x,2)+pow(y1-y,2)) #两点距离公式

截面=速度*时间#每个时间片内需要行驶的距离

sina=(y1-y)/距离

余弦=(x-x1)/距离

angle=atan2(y-y1,x-x1) #2 点之间线段的弧度值

fangle=度(角度)#弧度角

x1,y1=(x1+部分*科萨， y1-部分*中国)

missiled=pygame.transform.rotate(导弹，-(fangle))

如果0=-Fangle=90:

A=(宽度*cosa+x1-宽度，y1-高度/2)

B=(A[0]+身高*新浪，A[1]+身高*科萨)

如果90-方角=180:

A=(x1 – 宽度， y1 – 高度/2+高度*(-cosa))

B=(x1 – 宽度+高度*sina, y1 – 高度/2)

-90=-fangle0:

A=(x1 – 宽度+missiled.get_width(), y1 – 高度/2+missiled.get_height()-height*cosa)

B=(A[0]+高度*sina, y1 – 高度/2+missiled.get_height())

如果-180-fangle-90:

A=(x1-宽度-高度*sina, y1 – 高度/2+missiled.get_height())

B=(x1 – 宽度，A[1]+高度*cosa)

C=((A[0] + B[0])/2, (A[1] + B[1])/2)

屏幕.填充((0,0,0))

screen.blit(导弹， (x1-宽度+(x1-C[0]),y1-高度/2+(y1-C[1])))

screen.blit(textc, (x,y)) #鼠标将被替换为红色*

pygame.display.update()

上面是使用Python模拟导弹自动跟踪的代码示例。

#以上只是为了让大家了解一下怎么玩，有人用Python模拟导弹防御！相关内容来源网络仅供参考。相关信息请参见官方公告。