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Python
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"""Simulation eines um die Erde kreisenden Mondes mit pygame."""
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import pygame
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from compute import matmul, rot_2d, transpose
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from game import Game
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EARTH_RADIUS = 30
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MOON_RADIUS = 10
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MOON_DISTANCE = 120 # Abstand Erde-Mond (Mittelpunkte)
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BLACK = (0, 0, 0)
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WHITE = (255, 255, 255)
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BLUE = (0, 0, 255)
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Point = tuple[float, float]
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class Moon(Game):
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"""Der Mond kreist um die Erde."""
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def __init__(
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self,
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title: str = "Moon",
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fps: int = 60,
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size: tuple[int, int] = (640, 400),
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) -> None:
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"""Legt Startposition, Drehwinkel und Rotationsmatrix fest."""
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super().__init__(title, fps, size)
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self.position_moon: Point = (MOON_DISTANCE, 0.0) # relativ zur Erde
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self.theta: float = 0.01 # radian per frame
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self.rot_moon: list[list[float]] = rot_2d(self.theta, unit="rad")
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self.center: tuple[int, int] = (size[0] // 2, size[1] // 2)
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@staticmethod
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def rotate(point: Point, rotation: list[list[float]]) -> Point:
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"""Dreht einen Punkt mit einer 2x2-Rotationsmatrix um den Ursprung."""
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column = transpose([list(point)]) # [x, y] -> [[x], [y]]
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result = matmul(rotation, column) # [[x'], [y']]
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return (result[0][0], result[1][0])
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def update_game(self) -> bool:
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"""Dreht den Mond ein Stück weiter."""
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self.position_moon = self.rotate(self.position_moon, self.rot_moon)
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return True
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def moon_screen_position(self) -> Point:
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"""Rechnet die Mondposition relativ zur Erde in Bildschirmkoordinaten um."""
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return (
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self.center[0] + self.position_moon[0],
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self.center[1] + self.position_moon[1],
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)
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def draw_bodies(self) -> None:
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"""Zeichnet Erde und Mond. Unterklassen können weitere Körper ergänzen."""
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pygame.draw.circle(self.screen, BLUE, self.center, EARTH_RADIUS)
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pygame.draw.circle(self.screen, WHITE, self.moon_screen_position(), MOON_RADIUS)
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def draw_game(self) -> None:
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"""Löscht den Bildschirm, zeichnet alle Körper und zeigt das Bild an."""
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if self.screen is None:
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return
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self.screen.fill(BLACK)
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self.draw_bodies()
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super().draw_game()
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if __name__ == "__main__":
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moon = Moon()
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moon.run()
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