Python跨年烟花

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技术需求

完整代码

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代码分析

1. 程序初始化与显示设置

2. 烟花类 (Firework)

3. 粒子类 (Particle)

4. 痕迹类 (Trail)

5. 烟花更新与显示

6. 主函数 (fire)

7. 游戏循环

8. 总结

注意事项

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系列文章

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Python语言实现新年烟花秀的完整代码。

技术需求

1. Pygame 库：Pygame 是 Python 的一个游戏开发库，用于制作视频游戏和图形应用程序。在此代码中，Pygame 被用来创建图形界面、绘制图形、处理用户输入和管理时间（帧率）。通过 pg.init() 初始化 Pygame，pg.display.set_mode() 创建屏幕，pg.draw.circle() 绘制圆形等操作。

2. 随机数生成：代码广泛使用了 Python 的 random 库来生成随机数，这些随机数控制了烟花和粒子的颜色、速度、方向、爆炸大小等。ra.randint() 和 ra.uniform() 用于生成随机的整数和浮动数值，模拟烟花的自然和不确定性。

3. 物理模拟：在代码中，物理效果主要体现在重力和粒子的运动上。使用 Pygame 提供的 Vector2 类来表示粒子的二维坐标和速度，模拟烟花粒子的运动和加速度。通过 apply_force() 和 move() 方法，粒子会受重力等外力影响，产生自然的运动轨迹。

4. 粒子系统：烟花爆炸产生的效果是通过粒子系统实现的。每个烟花爆炸时会生成多个粒子对象，每个粒子都有自己的颜色、大小、速度和生命周期。粒子不断地移动并逐渐衰退，最终消失。粒子系统模拟了真实世界中烟花散开后的效果。

5. 路径追踪（Trail）：每个粒子都有一个尾迹（Trail），在移动过程中，粒子在自己的路径上留下痕迹，这种效果通过记录粒子之前的多个位置来实现。Trail 类用于生成和显示粒子的路径。尾迹颜色和大小逐渐变化，模拟烟花轨迹逐渐消失的效果。

6. 图形渲染：通过 Pygame 提供的 pg.draw.circle() 和 screen.blit() 方法，代码绘制了粒子、烟花和文本。screen.fill() 用于填充背景色，确保每一帧都能清除掉前一帧的内容。每个粒子和烟花的显示由 show() 方法控制，确保它们在屏幕上正确呈现。

7. 动态文本渲染：使用 pg.font.SysFont() 和 font.render() 渲染文本。代码将 "Happy New Year!" 文本以特定字体和颜色显示在屏幕中央，模拟节日庆祝的氛围。

8. 事件处理和程序控制：代码通过 pg.event.get() 获取并处理 Pygame 中的事件。pg.QUIT 事件用于监听关闭窗口的操作。游戏的主循环中使用了 running 标志来控制程序是否继续运行。通过 clock.tick(99) 控制帧率，确保每秒运行 99 帧。

9. 对象导向编程：代码采用了面向对象的编程方式，定义了多个类（如 Firework、Particle 和 Trail）来封装烟花、粒子和痕迹的行为和属性。这种方式有助于代码的结构化和模块化，便于扩展和维护。

完整代码

import pygame as pg
import random as ra
import math
 
pg.init()
pg.display.set_caption("🎇")
 
winScreen = pg.display.Info()
screenWidth = winScreen.current_w
screenHeight = winScreen.current_h
 
vector = pg.math.Vector2
 
trail_colors = [(45, 45, 45), (60, 60, 60), (75, 75, 75), (125, 125, 125), (150, 150, 150)]
 
 
# 烟花类
class Firework:
 
    def __init__(self):
        # 随机生成颜色
        self.colour = (ra.randint(0, 255), ra.randint(0, 255), ra.randint(0, 255))
        # 随机生成三种颜色
        self.colours = (
            (ra.randint(0, 255), ra.randint(0, 255), ra.randint(0, 255)),
            (ra.randint(0, 255), ra.randint(0, 255), ra.randint(0, 255)),
            (ra.randint(0, 255), ra.randint(0, 255), ra.randint(0, 255))
        )
        # 生成一个表示发射出的火花的粒子对象
        self.firework = Particle(ra.randint(0,screenWidth), screenHeight, True, self.colour)
        # 初始化爆炸状态为 False
        self.exploded = False
        self.particles = []
        # 爆炸产生的粒子数量范围
        self.min_max_particles = vector(666, 999)
 
    def update(self, win):
        g = vector(0, ra.uniform(0.15, 0.4))
        if not self.exploded:
            # 给发射出的火花施加重力
            self.firework.apply_force(g)
            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:
                # 给爆炸产生的粒子施加随机力
                particle.apply_force(vector(g.x + ra.uniform(-1, 1) / 20, g.y / 2 + (ra.randint(1, 8) / 100)))
                particle.move()
                for t in particle.trails:
                    t.show(win)
                particle.show(win)
 
    def explode(self):
        amount = ra.randint(int(self.min_max_particles.x), int(self.min_max_particles.y))
 
        for i in range(amount):
            # 在爆炸位置生成粒子对象并添加到粒子列表中
            self.particles.append(Particle(self.firework.pos.x, self.firework.pos.y, False, self.colours))
 
    def show(self, win):
        # 绘制发射出的火花
        pg.draw.circle(win, self.colour, (int(self.firework.pos.x), int(self.firework.pos.y)), self.firework.size)
 
    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
 
……复制

下载代码

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代码分析

这段代码是使用 Python 和 Pygame 库实现的一个烟花动画程序。其主要功能是模拟烟花在屏幕上绽放的效果，结合了粒子系统和动态效果，通过类和方法进行模块化设计，具有较强的可扩展性。以下是对这段代码的详细分析，分为几个部分：程序初始化、类设计、粒子和火花效果的实现、显示与更新的过程以及主函数的运行机制。

1. 程序初始化与显示设置

程序开始时调用 pg.init() 来初始化 Pygame 库，这个调用非常关键，它会为所有 Pygame 模块做好初始化工作。接着，使用 pg.display.set_caption("🎇") 设置窗口标题为烟花的表情符号（🎇）。然后，通过 pg.display.Info() 获取当前屏幕的分辨率， screenWidth 和 screenHeight 分别存储屏幕的宽度和高度，用于后续创建窗口时设置显示区域大小。

vector = pg.math.Vector2 用于简化代码中二维向量的运算。pg.math.Vector2 提供了对二维向量的支持，可以很方便地进行加法、减法、乘法等操作。

2. 烟花类 (Firework)

class Firework:
    def __init__(self):
        self.colour = (ra.randint(0, 255), ra.randint(0, 255), ra.randint(0, 255))
        self.colours = (
            (ra.randint(0, 255), ra.randint(0, 255), ra.randint(0, 255)),
            (ra.randint(0, 255), ra.randint(0, 255), ra.randint(0, 255)),
            (ra.randint(0, 255), ra.randint(0, 255), ra.randint(0, 255))
        )
        self.firework = Particle(ra.randint(0,screenWidth), screenHeight, True, self.colour)
        self.exploded = False
        self.particles = []
        self.min_max_particles = vector(666, 999)复制