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Python

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