雷达模拟:用python的pygame实现和代码分析

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 = False
while 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。