Pygame — Python проблема с математикой

Question

[SKAPeR]

Вот код, по идее он должен рисовать впереди едущей машинки небольшие 4х4 прямоугольники (в итоги они накладываются друг на друга и выглядят как линия). При это спрайт машины может быть направлен под любым углом. И проблема заключается в том, что эта линия из прямоугольников не во всех случаях идет под тем же углом что и машинка. При вводе целых углов (0, 90, 180...), линия отображается правильно (см. рисунок, 3 картинка). А при углах например 222 градуса или 333, угол наклона линии и траектории движения машинки не совпадают. Я думая, что проблема в расчетах координат прямоугольников, только не пойму где ошибка.

Код для Python:

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
from __future__ import division # / - деление
import pygame, math
from pygame import *
WIN_WIDTH = 800 #Ширина создаваемого окна
WIN_HEIGHT = 600 # Высота
SKREEN_COLOR = (100,255,200)
WIDTH = 3000  #Ширина поля робота
HEIGHT = 3000 #Высота
PATH_ROBOT_IMAGE = 'image/robot.png'
######## ПЛАТФОРМЫ ###########
PLATFORM_WIDTH = 4
PLATFORM_HEIGHT = 4
PLATFORM_COLOR = "#FF6262"
##############################
backward = forward = False #Робот стоит
############## Класс для отрисовки робота
class Sprite(pygame.sprite.Sprite): #Наследование класса Sprite
    def __init__(self, filename, startx, starty):
	pygame.sprite.Sprite.__init__(self)#инициализация __init__ в классе Sprite
        self.image = pygame.image.load(filename)
        self.rect = self.image.get_rect()
	self.rect.x = startx
	self.rect.y = starty
    def render(self, screen, pos = (0, 0), angle = 0):
        #Поворачиваю картинку
        image = pygame.transform.rotate(self.image, angle)
        self.rect = image.get_rect(center=self.rect.center)
        screen.blit(image, self.rect)
    def move(self, forward, backward, angle, path):
   	rad_alfa = angle * (math.pi/180)
	if forward: 
           self.rect.x = self.rect.x + path*math.cos(rad_alfa)
	   self.rect.y = self.rect.y - path*math.sin(rad_alfa)
	   
	if backward:
	   self.rect.y +=path*math.sin(rad_alfa)
	   self.rect.x -=path*math.cos(rad_alfa)
    def get_position(self):
	return self.rect.center
    #image = 0

############## Класс для отрисовки платформ
class Platform(pygame.sprite.Sprite):
    def __init__(self, x, y):
	pygame.sprite.Sprite.__init__(self)#инициализация __init__ в классе Sprite
        self.image = Surface((PLATFORM_WIDTH, PLATFORM_HEIGHT))
        self.image.fill(Color(PLATFORM_COLOR))
        self.rect = Rect(x, y, PLATFORM_WIDTH, PLATFORM_HEIGHT)

pygame.init()
screen = pygame.display.set_mode((WIN_WIDTH, WIN_HEIGHT)) #Размер экрана
robot = Sprite(PATH_ROBOT_IMAGE, 400, 300) #Создание робота на координатах 0,0

entities = pygame.sprite.Group() # Все объекты
platforms = [] # то, во что мы будем врезаться или опираться
#entities.add(robot)#Добавляем спрайт робота в группу ко всем объектам


def position(x0 ,y0, alfap, distanse):
    rad_alfap = alfap * (math.pi/180)
    y = float(y0) + (math.sin(rad_alfap)*distanse)
    x = float(x0) + (math.cos(rad_alfap)*distanse)
    pos=(x, y) #Отображаем ось Oy вертикально вверх
    print pos
    return pos

clok = pygame.time.Clock()
while True:
    for e in pygame.event.get():
        if e.type == pygame.QUIT: exit(0)
        if e.type == pygame.KEYDOWN and e.key == pygame.K_ESCAPE: exit(0)
    
    screen.fill((100, 255, 100))

    forward = True #Движение вперед
    angle =222 #Угол движения (222 90 333)
    path =2 #Cкорость движения
    robot.move(forward, backward, angle, path) #Движение робота
    distanse = 70 # Расстояния на котором отмечается прямоугольник перед роботом
    pos_robot = robot.get_position() #Получения координат спрайта робота (размер 25х16)
    ppos = position(pos_robot[0], -(pos_robot[1]), angle, distanse) #Нахождении координат прямоугольника
    robot.render(screen, (400, 400), angle) #Поворот спрайта на угол angle
    pf = Platform(ppos[0], -ppos[1]) 
    entities.add(pf)
    platforms.append(pf)

    entities.draw(screen)
    pygame.display.update()

    clok.tick(30)

Answer 1

[Nicknnn]

Что-то не так с самой формулой расчёта движения машинки. Если поставить угол 45 и скорость например 10, то траектория уже станет гораздо ближе к истине. А со скоростью 1 машинка бдет двигаться строго вертикально независимо от угла.

Comments

[SKAPeR]

Да, так и есть, при 12 почти нет отклонения. Может быть дело в типах используемых переменных, наверное они где-то округляются?

[Nicknnn]

Ну не то чтобы в типах :) просто координаты в целых пикселях, а приращение в флоат. В результате, при скорости 1 координаты вообще не растут. Для решения проблемы нужно найти библиотеку или написать самому реализацию алгоритма, для прорисовки отрезка на экране. И придвижении зарание просчитать маршрут, скажем на 100 пикселей. Если машинка не меняеет свой вектор движения, то брать координаты их этих зарание вычесленных данных. Если вдруг вектор меняется, то необходимо вычислить новый отрезок.

Answer 2

[Nicknnn]

Хотя вот вариант. Сохранять координату отдельно.
Тока нужно доработать ещё get_position. Пусть лучше возвращяет сохранённые координаты.

class Sprite(pygame.sprite.Sprite): #Наследование класса Sprite
    def __init__(self, filename, startx, starty):
        pygame.sprite.Sprite.__init__(self)#инициализация __init__ в классе Sprite
        self.image = pygame.image.load(filename)
        self.rect = self.image.get_rect()
        self.rect.x = startx
        self.rect.y = starty
        self.x = float(startx)
        self.y = float(startx)
    def render(self, screen, pos = (0, 0), angle = 0):
        #Поворачиваю картинку
        image = pygame.transform.rotate(self.image, angle)
        self.rect = image.get_rect(center=self.rect.center)
        screen.blit(image, self.rect)
    def move(self, forward, backward, angle, path):
        rad_alfa = angle * (math.pi/180)
        if forward:
            self.x = self.x + (path * math.cos(rad_alfa))
            self.y = self.y - (path * math.sin(rad_alfa))
            self.rect.x = self.x
            self.rect.y = self.y
        if backward:
            self.y +=path*math.sin(rad_alfa)
            self.x -=path*math.cos(rad_alfa)
            self.rect.x = self.x
            self.rect.y = self.y
    def get_position(self):
        return self.rect.center

Comments

[SKAPeR]

Вот! Теперь правильно работает, большое спасибо за помощь!

Answer 3

[SKAPeR]

Возникла еще одна небольшая проблема, как видно из функции def render(), повернутая машинка, отрисовывается на экран через screen.blit(image, self.rect) . Мне нужно чтобы камера зафиксировалась относительно машинки и двигалась вместе с ней, все платформы я поместил в один массив entities, и при движении камеры они отрисовываются относительно нее. Используя camera.update(robot), камера фиксируется относительно центра экрана, и получается неправильное отображение всех элементов...
Наверное машинку следует добавить в тот же массив что и платформы, но с повернутой картинкой у меня не получается это сделать

Код для камеры:

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
from __future__ import division # / - деление
import pygame, math
from pygame import *


WIN_WIDTH = 800 #Ширина создаваемого окна
WIN_HEIGHT = 600 # Высота
SKREEN_COLOR = (100,255,200)
WIDTH = 3000  #Ширина поля
HEIGHT = 3000 #Высота
PATH_ROBOT_IMAGE = 'image/robot.png'
######## ПЛАТФОРМЫ ###########
PLATFORM_WIDTH = 4
PLATFORM_HEIGHT = 4
PLATFORM_COLOR = "#FF6262"
##############################
path = 5

entities = pygame.sprite.Group() # Все объекты
platforms = [] # то, во что мы будем врезаться или опираться

angle = 360 #Начальный уго
backward = forward = False #Робот стоит
############## Класс для отрисовки робота]

class Camera(object):
    def __init__(self, camera_func, width, height):
        self.camera_func = camera_func
        self.state = Rect(0, 0, width, height)
    
    def apply(self, target):
        return target.rect.move(self.state.topleft)

    def update(self, target):
        self.state = self.camera_func(self.state, target.rect)

def camera_configure(camera, target_rect):
    l, t, _, _ = target_rect
    _, _, w, h = camera
    l, t = -l+WIN_WIDTH / 2, -t+WIN_HEIGHT / 2

    l = min(5000, l)                           # Не движемся дальше левой границы
    l = max(-(camera.width-WIN_WIDTH), l)   # Не движемся дальше правой границы
    t = max(-(camera.height-WIN_HEIGHT), t) # Не движемся дальше нижней границы
    t = min(5000, t)                           # Не движемся дальше верхней границы

    return Rect(l, t, w, h)   

camera = Camera(camera_configure, WIDTH, HEIGHT)

class Sprite(pygame.sprite.Sprite): #Наследование класса Sprite
    def __init__(self, filename, startx, starty):
        pygame.sprite.Sprite.__init__(self)#инициализация __init__ в классе Sprite
        self.image = pygame.image.load(filename)
        self.rect = self.image.get_rect()
        self.rect.x = startx
        self.rect.y = starty
        self.x = float(startx)
        self.y = float(startx)
    def render(self, screen, pos = (0, 0), angle = 0):
        #Поворачиваю картинку
	pygame.sprite.Sprite.__init__(self)#инициализация __init__ в классе Sprite
        image = pygame.transform.rotate(self.image, angle)
        self.rect = image.get_rect(center=self.rect.center)
        robot_r = screen.blit(image, self.rect)
    def move(self, forward, backward, angle, path):
        rad_alfa = angle * (math.pi/180)
        if forward:
            self.x = self.x + (path * math.cos(rad_alfa))
            self.y = self.y - (path * math.sin(rad_alfa))
            self.rect.x = self.x
            self.rect.y = self.y
        if backward:
            self.y +=path*math.sin(rad_alfa)
            self.x -=path*math.cos(rad_alfa)
            self.rect.x = self.x
            self.rect.y = self.y
    def get_position(self):
        return self.rect.center

############## Класс для отрисовки платформ
class Platform(pygame.sprite.Sprite):
    def __init__(self, x, y):
	pygame.sprite.Sprite.__init__(self)#инициализация __init__ в классе Sprite
        self.image = Surface((PLATFORM_WIDTH, PLATFORM_HEIGHT))
        self.image.fill(Color(PLATFORM_COLOR))
        self.rect = Rect(x, y, PLATFORM_WIDTH, PLATFORM_HEIGHT)

pygame.init()
screen = pygame.display.set_mode((WIN_WIDTH, WIN_HEIGHT)) #Размер экрана
robot = Sprite(PATH_ROBOT_IMAGE, 0, 0) #Создание робота на координатах 0,0

list_sonic = {1: 0, 2: 45, 3: 90, 4: 180, 5: 270, 6: 315}
def real_alige(teta, namber_sonic): #Угол вектора
    if 0<=teta<=90 :
	alfat = teta + list_sonic[namber_sonic]
	print '1111'
    elif 90<teta<=180:
	if namber_sonic>=5: alfat=list_sonic[namber_sonic]-(360-teta)
        else: alfat = teta + list_sonic[namber_sonic] 
    elif 180<teta<=270:
        if namber_sonic>=4: alfat=list_sonic[namber_sonic]-(360-teta)
        else: alfat = teta + list_sonic[namber_sonic] 
    elif 270<teta<=360:
        if namber_sonic>=3: alfat=list_sonic[namber_sonic]-(360-teta)
        else: alfat = teta + list_sonic[namber_sonic]
    #print alfat
    return alfat
def position(x0 ,y0, alfap, distanse):
    rad_alfap = alfap * (math.pi/180)
    y = float(y0) + (math.sin(rad_alfap)*distanse) + math.sin(rad_alfap)*12.5
    x = float(x0) + (math.cos(rad_alfap)*distanse) + math.cos(rad_alfap)*12.5
    pos=(x, y) 
    return pos

clok = pygame.time.Clock()
while True:
    for e in pygame.event.get():
        if e.type == pygame.QUIT: exit(0)
        if e.type == pygame.KEYDOWN and e.key == pygame.K_ESCAPE: exit(0)
	if e.type == pygame.KEYDOWN and e.key == pygame.K_LEFT: 
           angle += 5
           if angle >=360: angle = 0 
	if e.type == pygame.KEYDOWN and e.key == pygame.K_RIGHT: 
	   angle -= 5
           if angle <=0: angle = 360
	if e.type == pygame.KEYDOWN and e.key == pygame.K_DOWN: backward = True
	if e.type == pygame.KEYDOWN and e.key == pygame.K_UP: forward = True
	if e.type == pygame.KEYUP and e.key == pygame.K_DOWN: backward = False
	if e.type == pygame.KEYUP and e.key == pygame.K_UP: forward = False
    
    screen.fill((100, 255, 210))

    path =4
    robot.move(forward, backward, angle, path) #Движение
    pos_robot = robot.get_position() 
    ppos = position(pos_robot[0], -(pos_robot[1]), real_alige(angle, 1), 70)
    pf = Platform(ppos[0], -ppos[1])
    entities.add(pf)
    platforms.append(pf)
    robot.render(screen, (ppos[0], ppos[1]), angle) #Поворот    
    for e in entities:
       screen.blit(e.image, camera.apply(e))	
    camera.update(robot)
    pygame.display.update()
    clok.tick(30)