用于教学和研究的3D建模库VPython的研究(一)

最新推荐文章于 2025-10-15 08:40:47 发布

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最新推荐文章于 2025-10-15 08:40:47 发布 · 2.5k 阅读

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#python #vector #import #扩展 #工具 #c

VPython是一个流行的Python扩展库，广泛用于科学和教育领域，提供便捷的3D建模功能。通过简单的代码，即可实现复杂的3D模拟，如自由落体运动。坐标系灵活适应，视图操作直观，结合Python语法和面向对象编程，能创建出如直流电机等精细模型。想要了解更多，可以查阅相关源代码或官方文档。

VPython是近几年非常流行的Python扩展库,被广泛应用在科学研究和中学教学中.它是一个非常方便的3D建模工具.

请先看一个简单的例子:

from visual import *

floor = box(length=4, height=0.5, width=4, color=color.blue) #创建地平面

ball = sphere(pos=(0,4,0), color=color.red)                  #创建一个球
ball.velocity = vector(0,-1,0)                               #设置球的速度向量

dt = 0.01   
while 1:  #无限循环
    rate(100) #刷新时间间隔,值越大时延越短
    ball.pos = ball.pos + ball.velocity*dt  #每次球的位置S = S0 + V*dt,标准直线运动的微分形式
    if ball.y < 1:                          #球的高度小于1时,认为已经碰到地面,则反向运动,模拟了一个反弹的动作
        ball.velocity.y = -ball.velocity.y
    else:
        ball.velocity.y = ball.velocity.y - 9.8*dt  #否则,继续做匀加速直线运动(自由落体,幅度向下为负)

上面是一个相当简单的程序,却精确地模拟了自由落体运动的全过程,甚至包括反弹.

下面是程序的运行效果: