python實現飛彈追蹤功能!

2021-09-24 04:35:07 字數 2282 閱讀 9671

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這個沒有點數學基礎是很難算出來的。但是我們有了計算機就不一樣了,依靠計算機極快速的運算速度,我們利用微分的思想,加上一點簡單的三角學知識,就可以實現它。

好,話不多說,我們來看看它的演算法原理,看圖:

由於待會要用pygame演示,他的座標系是y軸向下,所以這裡我們也用y向下的座標系。演算法總的思想就是根據上圖,把時間t分割成足夠小的片段(比如1/1000,這個時間片越小越精確),每乙個片段分別構造如上三角形,計算出飛彈下乙個時間片走的方向(即∠a)和走的路程(即vt=|ac|),這時候目標再在第二個時間片移動了位置,這時剛才計算的c點又變成了第二個時間片的初始點,這時再在第二個時間片上在c點和新的目標點構造三角形計算新的vt,然後進入第三個時間片,如此反覆即可。假定飛彈和目標的初始狀態下座標分別是(x1,y1),(x,y),構造出直角三角形abe,這個三角形用來求∠a的正弦和余弦值,因為vt是自己設定的,我們需要計算a到c點x和y座標分別移動了多少,移動的值就是ad和cd的長度,這兩個分別用vt乘cosa和sina即可。計算sina和cosa,正弦對比斜,余弦鄰比斜,斜邊可以利用兩點距離公式計算出,即:

於是:

ac的長度就是飛彈的速度乘以時間即 |ac|=vt,然後即可計算出ad和cd的長度,於是這乙個時間片過去後,飛彈應該出現在新的位置c點,他的座標就是老的點a的x增加ad和y減去cd。

於是,新的c點座標就是:

只要一直反覆迴圈執行這個操作即可,好吧,為了更形象,把第乙個時間片和第二個時間片放在一起看看:

第乙個是時間片構造出的三角形是abe,經過乙個時間片後,目標從b點走到了d點,飛彈此時在c點,於是構造新的三角形cdf,重複剛才的計算過程即可,圖中的角∠b就是飛彈需要旋轉的角度,現實中只需要每個時間片修正飛彈的方向就可以了,具體怎麼讓飛彈改變方向,這就不是我們需要研究的問題了

好,由於最近在用python的pygame庫製作小遊戲玩,接下來我們就用pygame來演示一下這個效果,效果如下圖:

很簡單的**如下:

import pygame,sys

from math import *

pygame.init()

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

missile=pygame.image.load('element/red_pointer.png').convert_alpha()

x1,y1=100,600 #飛彈的初始發射位置

velocity=800 #飛彈速度

time=1/1000 #每個時間片的長度

clock=pygame.time.clock()

old_angle=0

while true:

for event in pygame.event.get():

if event.type==pygame.quit:

sys.exit()

clock.tick(300)

x,y=pygame.mouse.get_pos() #獲取滑鼠位置,滑鼠就是需要打擊的目標

distance=sqrt(pow(x1-x,2)+pow(y1-y,2)) #兩點距離公式

section=velocity*time #每個時間片需要移動的距離

sina=(y1-y)/distance

cosa=(x-x1)/distance

angle=atan2(y-y1,x-x1) #兩點線段的弧度值

x1,y1=(x1+section*cosa,y1-section*sina)

d_angle = degrees(angle) #弧度轉角度

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

dis_angle=d_angle-old_angle #dis_angle就是到下乙個位置需要改變的角度

old_angle=d_angle #更新初始角度

pygame.display.update()

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