pymunk初步：设置重力

官方示例

pymunk是一款2D物理引擎，在游戏开发中十分有用。安装过程无坑

pip install pymunk

下面举出官网的一个案例，来简述pymunk的使用流程

import pymunk

space = pymunk.Space()
space.gravity = 0,-981

body = pymunk.Body()
body.position = 50,100

poly = pymunk.Poly.create_box(body)
poly.mass = 10
space.add(body, poly)

print_options = pymunk.SpaceDebugDrawOptions()
space.debug_draw(print_options) # 打印状态

其中，

• space是一个可供拟合的空间，通过指定gravity设置竖直向下的重力。
• body是一个刚体，通过position指定初始位置在$(50,100)$
• poly是刚体的形状，通过mass指定这个形状的质量
• 最后，调用add将body和poly添加到仿真空间中。

其状态输出如下

draw_polygon ([Vec2d(55.0, 95.0), Vec2d(55.0, 105.0), Vec2d(45.0, 105.0), Vec2d(45.0, 95.0)], 0.0, SpaceDebugColor(r=44.0, g=62.0, b=80.0, a=255.0), SpaceDebugColor(r=52.0, g=152.0, b=219.0, a=255.0))

逐个拆解，draw_polygon表示后面的元组是一个多边形，Vec2d显然是二维平面中的点，4个点构成一个四边形，即poly所对应的形状。由于刚体位置设置在$(50,100)$处，而create_box默认的边长为$(10,10)$，所以其四个角的值分别是$50\pm 5,100\pm 5$。

接下来，对这个空间进行模拟，其方法非常简单，只需调用step命令即可。

ps = [(50,100)]                 # 记录刚体位置
for _ in range(100):    # 运行100次
    space.step(0.02)    # 步进
    ps.append(body.position)

可视化

接下来可以绘制一下多边形历经区域，考虑到pymunk主要应用在游戏设计中，故而通过pygame实现绘图

import pygame as pg
from pygame.draw import circle

pg.init()
screen = pg.display.set_mode((320, 180))

c = pg.time.Clock()

i = 0
while True:
    if pg.QUIT in [e.type for e in pg.event.get()]:
        pg.quit()
        break
    screen.fill("purple")
    c.tick(60)    # 5
    i += 1
    circle(screen, "blue", ps[i%100], 10)
    print(ps[i%100])
    pygame.display.update()

由于pygame中，Y轴原点在左上角，所以下图中的重力方向与现实刚好相反。