雷达模拟：用python的pygame实现和代码分析
2020-09-09
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1 说明：
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1.1 pygame的扇形绘制：网上没有，只有弧形绘制，自己拓展。
1.2 雷达模拟图，锻炼自己Python思维，我的代码还是可以优化的。
1.3 环境：python3.8+pygame 1.9.6
1.4 知识点：pygame中画弧线时，一般宽度是1，当等于半径时就是一个扇形！
2 代码步骤和分析：
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第1步：模块导入
import pygame
from pygame.locals import *
import math
import numpy as np
第2步：初始化窗口及大小设置
SIZE = 1000, 1000 #注意这是一个元组
pygame.init() #初始化
pygame.display.set_caption('Python Pygame Radar') #窗口标题名
screen = pygame.display.set_mode(SIZE) #窗口大小设置
第3步：颜色定义，便于后面调用，使代码简洁些
black=[0,0,0]
white=[255,255,255]
green=[0,255,0]
blue=[0,0,255]
red=[255,0,0]
第4步：初始化定义相关参数
#设置刷新时钟
FPSCLOCK = pygame.time.Clock()
#屏幕背景颜色为黑色screen.fill(black) #度数degree=0
#定义字体，显示中文，hwfs（华文仿宋），需要自己下载，放在根目录下my_fontxy = pygame.font.Font('hwfs.ttf', 20) #显示xy坐标及动态值的字体
my_fontd = pygame.font.Font('hwfs.ttf', 40) #显示方向字体
#东南西北文字textd=['E','S','W','N']
#东南西北坐标,这个可以微调x_y=[(870,470),(490,870),(100,470),(490,90)]
#目标物参数设置speed = 60 # 飞行速度
beta = 300 / 180 * np.pi # 飞行方位角
#初始坐标设置pointStartX = 500
pointStartY = 10
#转动雷达线的坐标点radar = (500,500)
radar_len = 360 #长度
第5步：定义文字显示函数
#红线弧形上的x和y坐标
def loadtext1(x): textstr='x坐标: '+str(x)
text_screen=my_fontxy.render(textstr, True, white) screen.blit(text_screen, (50,50))
def loadtext2(y): textstr='y坐标: '+str(y)
text_screen=my_fontxy.render(textstr, True, white) screen.blit(text_screen, (50,100))
#定义显示东南西北函数def loadtext3(textd,x_y): textstr=textd text_screen=my_fontd.render(textstr, True, white) screen.blit(text_screen, x_y)
第6步：游戏循环和扇形设置
#---第6步：游戏循环---
done = Falsewhile not done:
screen.fill(0)
# 6-1：游戏退出设置
for e in pygame.event.get():
if e.type == QUIT or (e.type == KEYDOWN and e.key == K_ESCAPE):
done = True break
# 6-2：画同心圆和垂直水平坐标白线
for x in range(1,400,40):
pygame.draw.circle(screen,green,(500,500),x,1) #画圆及坐标点
#垂直坐标白线 pygame.draw.line( screen,white,( 500, 140 ),( 500, 860 ),)
#水平坐标白线 pygame.draw.line( screen,white,( 140, 500 ),( 860, 500 ),)
# 6-3：移动的雷达扫描线和扇形
# 6-3-1：移动雷达线red坐标点
x = int(radar[0] + math.cos(math.radians(degree)) * radar_len)
y = int(radar[1] + math.sin(math.radians(degree)) * radar_len)
# 6-3-2：移动雷达线blue坐标点
x2 = int(radar[0] + math.cos(math.radians(degree+30)) * radar_len)
y2 = int(radar[1] + math.sin(math.radians(degree+30)) * radar_len)
# 6-3-3：转动雷达线的坐标点
pygame.draw.line(screen, red, radar, (x,y), 1)
pygame.draw.line(screen, blue, radar, (x2,y2), 1)
# 6-3-4：画雷达扫描扇形
#弧形的旋转方向反了,难点，小bug #注意pygame画扇形是通过画弧形来的，一般弧形宽度为1
#如果宽度等于半径，就是扇形 start_angle=math.radians(degree) end_angle=math.radians(degree+30)
position = radar[0] - radar_len, radar[1] - radar_len, radar_len*2, radar_len*2
#360其实就是最外围的半径，一般为1是弧度
pygame.draw.arc(screen, white, position, start_angle, end_angle, 360)
# 6-3-5：文字显示
#左上角显示文字和动态x和y坐标值 loadtext1(x) #显示x坐标动态值 loadtext2(y) #显示y坐标动态值 #显示东南西北方位文字 for i in range(4):
loadtext3(textd[i],x_y[i]) # 6-3-6：外来目标物坐标
pointStartX += int(speed*degree*0.01*np.cos(beta))
pointStartY += -int(speed*degree*0.01*np.sin(beta))
# -----绘制圆外来目标物 ----- pygame.draw.circle(screen, red, (pointStartX, pointStartY), 10)
pygame.draw.circle(screen, white, (pointStartX-200, pointStartY-200), 10)
pygame.draw.circle(screen, blue, (pointStartX-400, pointStartY-400), 10)
pygame.draw.circle(screen, green, (pointStartX-600, pointStartY-600), 10)
pygame.draw.circle(screen, red, (pointStartX-800, pointStartY-800), 10)
#循环判断，即5个目标物出现后再从新出现
#bug后面的的速度越来越快 if pointStartX>=SIZE[0] and pointStartY>=SIZE[1]:
pointStartX=500
pointStartY=10
degree+=1 #数值越大，速度越快
# 6-3-7:刷新
pygame.display.flip() FPSCLOCK.tick(40)
3 效果图：
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3 思考问题：
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3.1 为什么速度越来越快，后来又变慢了呢？如何修改匀速呢？
3.2 本来pygame画扇形是两条线（红+蓝线）+一个弧度（arc），发现运动方向相反了，如何同步同向运动呢？
欢迎大家调试和改进。
