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python：pymunk + pygame 模拟六边形内小球弹跳运动

article 2025/3/9 11:42:43

向 chat.deepseek.com 提问：编写 python 程序，用 pymunk, 有一个正六边形，围绕中心点缓慢旋转，六边形内有一个小球，六边形的6条边作为墙壁，小球受重力和摩擦力、弹力影响，模拟小球弹跳运动，中心点位置保持不变。

以下是结合 pymunk（2D 物理引擎）和 pygame 的 Python 脚本，模拟六边形中小球的弹跳运动。

1. 安装依赖

确保你已经安装了 pymunk 和 pygame：pip install pymunk pygame

2. 示例代码 test_pymunk_6e1b.py

# -*- coding: utf-8 -*-
""" pymunk + pygame 模拟六边形内小球弹跳运动 """
import math
import pygame
import pymunk
import pymunk.pygame_util

# 初始化pygame
pygame.init()

# 屏幕参数
width, height = 800, 600
screen = pygame.display.set_mode((width, height))
pygame.display.set_caption("2D Hexagon Ball Simulation with Pymunk")

# 初始化pymunk
space = pymunk.Space()
space.gravity = (0, 500)  # 设置重力

# 绘制选项
draw_options = pymunk.pygame_util.DrawOptions(screen)

# 创建六边形的静态物体
def create_hexagon(center, radius, rotation_angle=0):
    num_sides = 6
    points = []
    for i in range(num_sides):
        angle = 2 * math.pi * i / num_sides + rotation_angle
        x = center[0] + radius * math.cos(angle)
        y = center[1] + radius * math.sin(angle)
        points.append((x, y))
    # 创建六边形的边
    segments = []
    for i in range(num_sides):
        p1 = points[i]
        p2 = points[(i + 1) % num_sides]
        segment = pymunk.Segment(space.static_body, p1, p2, 5)
        segment.elasticity = 0.8  # 反弹系数
        segment.friction = 0.5  # 摩擦力
        segments.append(segment)
    return segments

# 创建小球
def create_ball(space, position, radius, mass):
    moment = pymunk.moment_for_circle(mass, 0, radius)
    body = pymunk.Body(mass, moment)
    body.position = position
    shape = pymunk.Circle(body, radius)
    shape.elasticity = 0.8  # 反弹系数
    shape.friction = 0.5  # 摩擦力
    space.add(body, shape)
    return body

# 中心点和半径
hexagon_center = (width // 2, height // 2)
hexagon_radius = 200

# 初始六边形
rotation_angle = 0  # 初始旋转角度
hexagon_segments = create_hexagon(hexagon_center, hexagon_radius, rotation_angle)
for segment in hexagon_segments:
    space.add(segment)

# 创建小球
ball_radius = 20
ball_mass = 1
ball_position = (width // 2, height // 2 - hexagon_radius + ball_radius + 10)
ball_body = create_ball(space, ball_position, ball_radius, ball_mass)

# 主循环
clock = pygame.time.Clock()
running = True
rotation_speed = 0.01  # 旋转速度
while running:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            running = False

    # 清屏
    screen.fill((255, 255, 255))

    # 更新六边形的旋转角度
    rotation_angle += rotation_speed
    if rotation_angle >= 2 * math.pi:
        rotation_angle -= 2 * math.pi

    # 移除旧的六边形边
    for segment in hexagon_segments:
        space.remove(segment)

    # 创建新的六边形边
    hexagon_segments = create_hexagon(hexagon_center, hexagon_radius, rotation_angle)
    for segment in hexagon_segments:
        space.add(segment)

    # 更新物理引擎
    space.step(1 / 60.0)

    # 绘制物理空间
    space.debug_draw(draw_options)

    # 刷新屏幕
    pygame.display.flip()
    clock.tick(60)

pygame.quit()

3.运行 python test_pymunk_6e1b.py

运行脚本后，你会看到一个六边形和一个红色小球在六边形内弹跳。小球受重力影响，碰到六边形的边时会反弹。

4. 代码说明

初始化：
- 初始化 pygame 和 pymunk。
- 设置重力方向为向下（(0, 500)）。
创建六边形：
- 使用 pymunk.Segment 创建六边形的六条边。
- 设置边的弹性（elasticity）和摩擦力（friction）。
创建小球：
- 使用 pymunk.Circle 创建一个圆形刚体。
- 设置小球的弹性（elasticity）和摩擦力（friction）。
主循环：
- 每帧更新物理引擎（space.step）。
- 使用 space.debug_draw 绘制物理空间的内容。
显示：
- 使用 pygame 显示六边形和小球的运动。