Moon-Simulation hinzugefügt

game.py

@@ -0,0 +1,98 @@
+"""Basisklasse ``Game`` für einfache pygame-Anwendungen."""
+
+import pygame
+
+
+class Game:
+    """Basisklasse für pygame-Spiele.
+
+    Unterklassen passen das Verhalten durch Überschreiben von
+    :meth:`handle_event`, :meth:`update_game` und :meth:`draw_game` an.
+    """
+
+    def __init__(
+        self,
+        title: str,
+        fps: int = 60,
+        size: tuple[int, int] = (640, 400),
+    ) -> None:
+        """Legt Fenstertitel, Bildrate und Fenstergröße fest.
+
+        Args:
+            title: Titel des Fensters.
+            fps: Maximale Bilder pro Sekunde.
+            size: Fenstergröße als (Breite, Höhe) in Pixeln.
+        """
+        self.title: str = title
+        self.fps: int = fps
+        self.size: tuple[int, int] = size
+        self.clock: pygame.time.Clock = pygame.time.Clock()
+        self.dt: float = 0
+        self.screen: pygame.Surface | None = None
+
+    def init_game(self) -> None:
+        """Initialisiert pygame und erzeugt das Fenster."""
+        pygame.init()
+        pygame.display.set_caption(self.title)
+        self.screen = pygame.display.set_mode(self.size)
+
+    def game_loop(self) -> None:
+        """Führt die Hauptschleife aus, bis Events oder Update ``False`` liefern."""
+        while True:
+            # Berechnung der Zeitdifferenz seit dem letzten Frame
+            self.dt = self.clock.tick(self.fps) / 1000
+            if self.event_handling() == False:
+                break
+            if self.update_game() == False:
+                break
+            self.draw_game()
+
+    def exit_game(self) -> None:
+        """Beendet pygame."""
+        pygame.quit()
+
+    def event_handling(self) -> bool:
+        """Verteilt alle anstehenden Events an :meth:`handle_event`.
+
+        Bleibt in der Unterklasse unverändert.
+
+        Returns:
+            ``False``, sobald ein Event das Spiel beenden soll, sonst ``True``.
+        """
+        for event in pygame.event.get():
+            if not self.handle_event(event):
+                return False
+        return True
+
+    def handle_event(self, event: pygame.event.Event) -> bool:
+        """Verarbeitet ein einzelnes Event.
+
+        Wird in der Unterklasse überschrieben.
+
+        Args:
+            event: Das zu verarbeitende pygame-Event.
+
+        Returns:
+            ``False`` bei ``pygame.QUIT``, sonst ``True``.
+        """
+        if event.type == pygame.QUIT:
+            return False
+        return True
+
+    def update_game(self) -> bool:
+        """Aktualisiert den Spielzustand um einen Frame.
+
+        Returns:
+            ``False``, wenn das Spiel beendet werden soll, sonst ``True``.
+        """
+        return True
+
+    def draw_game(self) -> None:
+        """Zeichnet den aktuellen Frame und bringt ihn zur Anzeige."""
+        pygame.display.flip()
+
+    def run(self) -> None:
+        """Startet das Spiel: Initialisierung, Hauptschleife, Beenden."""
+        self.init_game()
+        self.game_loop()
+        self.exit_game()

moon.py

@@ -0,0 +1,68 @@
+import pygame
+
+from compute import matmul, rot_2D, transpose
+from game import Game
+
+EARTH_RADIUS = 30
+MOON_RADIUS = 10
+BLACK = (0, 0, 0)
+WHITE = (255, 255, 255)
+BLUE = (0, 0, 255)
+
+
+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)
+
+        # Kleiner Drehwinkel im Bogenmaß und zugehörige Rotationsmatrix
+        theta = 0.01
+        self.rot_moon = rot_2D(theta)
+
+        # Startposition des Mondes als relativer Abstand zur Erde (z. B. 120 Pixel nach rechts)
+        self.position_moon = (120.0, 0.0)
+
+    def update_game(self) -> bool:
+        """Dreht den Mond ein Stück weiter."""
+        # 1. Position in Spaltenvektor [[x], [y]] umwandeln
+        point = transpose([list(self.position_moon)])
+
+        # 2. Mit der Rotationsmatrix multiplizieren
+        result = matmul(self.rot_moon, point)
+
+        # 3. Ergebnis zurück in ein Tupel konvertieren und speichern
+        self.position_moon = (result[0][0], result[1][0])
+
+        return True
+
+    def draw_game(self) -> None:
+        """Zeichnet Erde und Mond."""
+        # Bildschirm mit Schwarz füllen
+        self.screen.fill(BLACK)
+
+        # Fenstermittelpunkt ermitteln, damit die Erde exakt in der Mitte sitzt
+        center_x = self.size[0] // 2
+        center_y = self.size[1] // 2
+
+        # Erde als blauen Kreis in der Mitte zeichnen
+        pygame.draw.circle(self.screen, BLUE, (center_x, center_y), EARTH_RADIUS)
+
+        # Mondposition relativ zum Mittelpunkt berechnen und zeichnen
+        moon_x = int(center_x + self.position_moon[0])
+        moon_y = int(center_y + self.position_moon[1])
+        pygame.draw.circle(self.screen, WHITE, (moon_x, moon_y), MOON_RADIUS)
+
+        # Anzeige aktualisieren
+        pygame.display.flip()
+
+
+if __name__ == "__main__":
+    app = Moon()
+    app.run()