模拟太阳系8大行星运行图：matplotlib实现

1 效果图

2 说明

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2.1 我曾用matplotlib实现模拟太阳-地球-月亮的运行轨迹图，很受欢迎。

《python3的matplotlib的模拟太阳-地球-月亮运动示意图代码分析》

2.2 这次再使用python3的语言，用matplotlib来实现太阳系的八大行星模拟示意图。

2.3 熟悉python编程语言和思维，熟悉matplotlib作图。

3 代码讲解：

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3.1 第1步：导入模块

import numpy as npfrom matplotlib import pyplot as pltfrom mpl_toolkits.mplot3d import Axes3Dimport matplotlib.animation as animmation

3.2 第2步：画布的相关设置

f = plt.figure(figsize=(15,15))   #绘图的画布大小和定义初始化f.patch.set_facecolor('black')   #画布背景颜色设置ax = f.add_subplot(111,projection='3d')   #设置3d坐标系#这个只是图表中的背景颜色设置ax.set_facecolor('black')# OR#ax.set(facecolor = 'black')#三维坐标刻度设置ax.set_xlim([-65, 65])ax.set_ylim([-65, 65])#模型在坐标系中的范围ax.set_zlim([-3, 3])

3.3 第3步：太阳设置：形状，颜色和大小，位置固定

ax.plot([0], [0], [0], marker='o', color= 'red', markersize=70)

3.4 第4步：8大行星的半径、轨道和角度设置

#常量的设置#设置轨道半径r_list=[40,43,46,51,55,62,71,85]#设置行星角速度o_list=[13,9,7,6,5,4,3,2]#设置环绕一周时间的范围以及运动间隔时间t_range = np.arange(0, 1 + 0.005, 0.005)t_len = len(t_range)#行星坐标随时间变化方程#z坐标zz=np.zeros(t_len)#x和y坐标x_l_list=[]y_l_list=[]for i in range(len(r_list)):    x_l_list.append(r_list[i] * np.cos(o_list[i]* np.pi* t_range))    y_l_list.append(r_list[i] * np.sin(o_list[i]* np.pi* t_range))#绘制行星的圆形轨迹for i in range(len(r_list)):    #轨道线颜色和宽度设置    ax.plot(x_l_list[i], y_l_list[i], zz, 'gray',linewidth=0.2)

3.5 第5步：8大行星颜色和大小设置

ball1, = ax.plot([], [], [], marker='o', color='yellow',markersize=10) ball2, = ax.plot([], [], [], marker='o', color='pink',markersize=10) ball3, = ax.plot([], [], [], marker='o', color='blue',markersize=10)ball4, = ax.plot([], [], [], marker='o', color='orange',markersize=10)ball5, = ax.plot([], [], [], marker='o', color='brown',markersize=16) ball6, = ax.plot([], [], [], marker='o', color='red',markersize=16)ball7, = ax.plot([], [], [], marker='o', color='gray',markersize=14)ball8, = ax.plot([], [], [], marker='o', color='green',markersize=14)

3.6 第6步：初始化行星的起始位置

def init():    return ball1,ball2, ball3,ball4,ball5,ball6,ball7,ball8  

3.7 第7步：数据更新，随时间t的变换设置新的行星位置坐标

def update(data): ball1.set_data([data[0], data[1]]) ball1.set_3d_properties(data[2]) ball2.set_data([data[3],data[4]]) ball2.set_3d_properties(data[5]) ball3.set_data([data[6], data[7]]) ball3.set_3d_properties(data[8]) ball4.set_data([data[9], data[10]]) ball4.set_3d_properties(data[11]) ball5.set_data([data[12], data[13]]) ball5.set_3d_properties(data[14]) ball6.set_data([data[15], data[16]]) ball6.set_3d_properties(data[17]) ball7.set_data([data[18], data[19]]) ball7.set_3d_properties(data[20]) ball8.set_data([data[21], data[22]]) ball8.set_3d_properties(data[23]) return ball1,ball2,ball3,ball4,ball5,ball6,ball7,ball8

3.8 第8步：8大行星的数据更新，随时间t变换的行星坐标

def data_gen():    data = []     for ti in range(1,t_len):        t = t_range[ti]        #行星与太阳坐标的关系方程        xt1 = r_list[0] * np.cos(o_list[0] * np.pi* t)          yt1 = r_list[0] * np.sin(o_list[0] * np.pi* t)         xt2 = r_list[1] * np.cos(o_list[1] * np.pi* t)          yt2 = r_list[1] * np.sin(o_list[1] * np.pi* t)         xt3 = r_list[2] * np.cos(o_list[2]* np.pi * t)          yt3 = r_list[2] * np.sin(o_list[2] * np.pi* t)         xt4 = r_list[3] * np.cos(o_list[3]* np.pi * t)        yt4 = r_list[3] * np.sin(o_list[3] * np.pi* t)        xt5 = r_list[4] * np.cos(o_list[4]* np.pi * t)         yt5 = r_list[4] * np.sin(o_list[4] * np.pi* t)         xt6 = r_list[5] * np.cos(o_list[5] * np.pi* t)          yt6 = r_list[5] * np.sin(o_list[5]* np.pi * t)        xt7 = r_list[6] * np.cos(o_list[6] * np.pi* t)          yt7 = r_list[6] * np.sin(o_list[6]* np.pi * t)         xt8 = r_list[7] * np.cos(o_list[7] * np.pi* t)          yt8 = r_list[7] * np.sin(o_list[7] * np.pi* t)         zt=0        data.append([xt1,yt1,zt,xt2,yt2,zt,xt3,yt3,zt,xt4,yt4,zt,xt5,yt5,zt,xt6,yt6,zt,xt7,yt7,zt,xt8,yt8,zt])      return data

3.9 第9步：动画挂起和展示

ani = animmation.FuncAnimation(f, update, frames = data_gen(), init_func = init,interval = 200)#隐藏画轴plt.axis('off')plt.show()

分享出来，在动画中学习计算机编程，学习python思维。