使用Python实现水波纹效果：逼真的水波动画

屿小夏

发布于 2024-09-20 08:36:48

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发布于 2024-09-20 08:36:48

文章被收录于专栏：IT杂谈学习

引言

水波纹效果是一种常见且迷人的视觉效果，广泛应用于游戏和图形设计中。在这篇博客中，我们将使用Python创建一个逼真的水波动画。通过利用Pygame库和基于网格的算法，我们可以实现动态水波纹效果。

准备工作

前置条件

在开始之前，你需要确保你的系统已经安装了Pygame库。如果你还没有安装它，可以使用以下命令进行安装：

pip install pygame

Pygame是一个跨平台的Python模块，用于编写视频游戏。它包括计算机图形和声音库，使得游戏开发更加简单。

代码实现与解析

导入必要的库

我们首先需要导入Pygame库和其他必要的模块：

import pygame
import numpy as np

初始化Pygame

我们需要初始化Pygame并设置屏幕的基本参数：

pygame.init()
screen = pygame.display.set_mode((800, 600))
pygame.display.set_caption("水波纹效果")
clock = pygame.time.Clock()

定义水波类

我们创建一个Water类来定义水波的属性和行为：

class Water:
    def __init__(self, width, height):
        self.width = width
        self.height = height
        self.current = np.zeros((height, width))
        self.previous = np.zeros((height, width))

    def update(self):
        damping = 0.99
        for y in range(1, self.height - 1):
            for x in range(1, self.width - 1):
                self.current[y, x] = (
                    (self.previous[y-1, x] +
                     self.previous[y+1, x] +
                     self.previous[y, x-1] +
                     self.previous[y, x+1]) / 2
                    - self.current[y, x]
                ) * damping

    def disturb(self, x, y, radius=5, intensity=1000):
        if 1 < x < self.width - 1 and 1 < y < self.height - 1:
            self.previous[y-radius:y+radius, x-radius:x+radius] += intensity

绘制水波

我们定义一个函数来绘制水波效果：

def draw_water(screen, water):
    for y in range(water.height):
        for x in range(water.width):
            color_value = min(max(int(water.current[y, x]), 0), 255)
            color = (0, 0, color_value)
            screen.set_at((x, y), color)

主循环

我们在主循环中更新水波的状态并绘制：

water = Water(800, 600)

running = True
while running:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            running = False
        elif event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN:
            x, y = event.pos
            water.disturb(x, y)

    water.update()

    screen.fill((0, 0, 0))
    draw_water(screen, water)

    pygame.display.flip()
    clock.tick(30)

pygame.quit()

完整代码

import pygame
import numpy as np

# 初始化Pygame
pygame.init()
screen = pygame.display.set_mode((800, 600))
pygame.display.set_caption("水波纹效果")
clock = pygame.time.Clock()

# 水波类定义
class Water:
    def __init__(self, width, height):
        self.width = width
        self.height = height
        self.current = np.zeros((height, width))
        self.previous = np.zeros((height, width))

    def update(self):
        damping = 0.99
        for y in range(1, self.height - 1):
            for x in range(1, self.width - 1):
                self.current[y, x] = (
                    (self.previous[y-1, x] +
                     self.previous[y+1, x] +
                     self.previous[y, x-1] +
                     self.previous[y, x+1]) / 2
                    - self.current[y, x]
                ) * damping

    def disturb(self, x, y, radius=5, intensity=1000):
        if 1 < x < self.width - 1 and 1 < y < self.height - 1:
            self.previous[y-radius:y+radius, x-radius:x+radius] += intensity

# 绘制水波函数
def draw_water(screen, water):
    for y in range(water.height):
        for x in range(water.width):
            color_value = min(max(int(water.current[y, x]), 0), 255)
            color = (0, 0, color_value)
            screen.set_at((x, y), color)

# 主循环
water = Water(800, 600)

running = True
while running:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            running = False
        elif event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN:
            x, y = event.pos
            water.disturb(x, y)

    water.update()

    screen.fill((0, 0, 0))
    draw_water(screen, water)

    pygame.display.flip()
    clock.tick(30)

pygame.quit()

本文参与腾讯云自媒体同步曝光计划，分享自作者个人站点/博客。

原始发表：2024-09-19，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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