Arcade 作用力

在这里插入图片描述

这个程序展示了简单的变换反馈的应用。变换反馈类似于渲染，但是输出的是一个缓冲区而不是帧缓冲区/屏幕。

这个例子展示了一个常见的ping-pong技术，即在两个缓冲区之间对具有位置和速度的点进行变换，这样我们就始终在前一状态上工作。

初始化具有随机位置和速度的N个点的列表
在屏幕上移动的重力点影响点

使用变换的方式使我们能够处理以这种方式对外部力反应的系统。系统没有预先确定的路径，它们只是自主运行。

from array import array
import math
import time
import random
import arcade
from arcade.gl import BufferDescriptionSCREEN_WIDTH = 800
SCREEN_HEIGHT = 600
SCREEN_TITLE = "Transform Feedback"class MyGame(arcade.Window):def __init__(self, width, height, title):super().__init__(width, height, title, resizable=True)self.time = 0self.points_program = self.ctx.program(# 点的可视化程序vertex_shader="""#version 330in vec2 in_pos;out vec3 color;void main() {// 通过顶点id给它们一个“随机”颜色color = vec3(mod((gl_VertexID * 100 % 11) / 10.0, 1.0),mod((gl_VertexID * 100 % 27) / 10.0, 1.0),mod((gl_VertexID * 100 % 71) / 10.0, 1.0));// 将点位置传递给图元装配gl_Position = vec4(in_pos, 0.0, 1.0);}""",fragment_shader="""#version 330// 从顶点着色器传递过来的颜色in vec3 color;// 我们在帧缓冲区中要写入的像素out vec4 fragColor;void main() {// 填充点fragColor = vec4(color, 1.0);}""",)self.gravity_program = self.ctx.program(# 一个程序，将受到重力点影响的点进行变换vertex_shader="""#version 330// 增量时间（自上一帧以来）uniform float dt;// 重力的强度uniform float force;// 重力的位置uniform vec2 gravity_pos;// 我们的变换缓冲区中的数据格式in vec2 in_pos;in vec2 in_vel;// 我们正在写入具有相同格式的缓冲区out vec2 out_pos;out vec2 out_vel;void main() {// 简化的重力计算vec2 dir = normalize(gravity_pos - in_pos) * force;vec2 vel = in_vel + dir / length(dir) * 0.01;// 将结果写入输出缓冲区out_vel = vel;out_pos = in_pos + vel * dt;}""",)N = 50_000# 创建两个我们之间进行变换的缓冲区，这样我们可以在前一个结果上工作self.buffer_1 = self.ctx.buffer(data=array('f', self.gen_initial_data(N)))self.buffer_2 = self.ctx.buffer(reserve=self.buffer_1.size)# 我们还需要能够可视化两个版本（绘制到屏幕上）self.vao_1 = self.ctx.geometry([BufferDescription(self.buffer_1, '2f 2x4', ['in_pos'])])self.vao_2 = self.ctx.geometry([BufferDescription(self.buffer_2, '2f 2x4', ['in_pos'])])# 我们需要能够在两个缓冲区之间进行变换（ping-pong）self.gravity_1 = self.ctx.geometry([BufferDescription(self.buffer_1, '2f 2f', ['in_pos', 'in_vel'])])self.gravity_2 = self.ctx.geometry([BufferDescription(self.buffer_2, '2f 2f', ['in_pos', 'in_vel'])])self.ctx.enable_only()  # 确保没有设置上下文标志self.time = time.time()def gen_initial_data(self, count):for _ in range(count):yield random.uniform(-1.2, 1.2)  # pos xyield random.uniform(-1.2, 1.2)  # pos yyield random.uniform(-.3, .3)  # velocity xyield random.uniform(-.3, .3)  # velocity ydef on_draw(self):self.clear()self.ctx.point_size = 2 * self.get_pixel_ratio()# 计算实际的增量时间和当前时间t = time.time()frame_time = t - self.timeself.time = t# 在程序中设置uniformsself.gravity_program['dt'] = frame_timeself.gravity_program['force'] = 0.25self.gravity_program['gravity_pos'] = math.sin(self.time * 0.77) * 0.25, math.cos(self.time) * 0.25# 将buffer_1中的数据变换到buffer_2中self.gravity_1.transform(self.gravity_program, self.buffer_2)# 渲染结果（绘制buffer_2）self.vao_2.render(self.points_program, mode=self.ctx.POINTS)# 交换各种变量，以便在两个缓冲区之间进行变换self.gravity_1, self.gravity_2 = self.gravity_2, self.gravity_1self.vao_1, self.vao_2 = self.vao_2, self.vao_1self.buffer_1, self.buffer_2 = self.buffer_2, self.buffer_1if __name__ == "__main__":window = MyGame(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, SCREEN_TITLE)window.center_window()arcade.run()