VPython: 3D-программирование для обычных смертных

Оригинал/Original Source: http://www.vpython.org

VPython упрощает создание навигационных 3D-дисплеев и анимаций даже для тех, у кого ограниченный опыт программирования. Поскольку он основан на Python, он также может многое предложить опытным программистам и исследователям.
Познакомьтесь с этими видео на YouTube:

3D-объекты
Присваивание переменных
Начальные циклы
Циклы и анимация
Масштабные факторы
Отладка синтаксических ошибок
Списки, Часть 1
Списки, часть 2

Как начать работу с VPython

  • Вы новичок в Python и / или VPython? GlowScript VPython – хорошее место для начала:
    • Перейдите на сайт glowscript.org и создайте учетную запись. Вы должны увидеть предложение «Вы вошли в систему под именем <yourusername> и ваши программы здесь». Нажмите «здесь».
    • Нажмите «Создать новую программу». Назовите это поле. Ниже линии Glowscript 2.1 VPython
      Введите следующее:
      Box ()
  • Затем нажмите «Запустить программу». Вы увидите белый квадрат на черном фоне.
    • Используйте правую кнопку мыши (или левую клавишу CTRL), чтобы повернуть камеру, чтобы просмотреть сцену под разными углами.
    • Для увеличения и уменьшения используйте две кнопки, или ALT / OPTION-drag, или колесо прокрутки мыши. Сенсорный экран: поворот или поворот на два пальца; Увеличить / увеличить.
    • Нажмите Справка по VPython, чтобы увидеть, какие графические объекты доступны.

Вы опытный пользователь Python / VPython? Jupyter VPython использует популярную среду профессионального программирования IPython / Jupyter:

  • Установите дистрибутив Python Continuum Anaconda (или Enthought Canopy). Мы рекомендуем выбрать Anaconda с Python 3.x, особенно если у вас уже установлен «Classic» VPython / Python 2.7 на вашем компьютере (Canopy использует Python 2.7). Если вы опытный пользователь Python, вы можете установить модули IPython и Jupyter в текущую установку Python; См. Jupyter.org.
  • В командной оболочке или командной строке (Windows) или терминале (Mac / Linux) выполните следующую команду:
    pip install vpython

Будут частые обновления этого модуля. Вы можете получить последнюю версию следующим образом:
pip install vpython –upgrade

Создание ноутбука Jupyter. Существует два способа запуска ноутбука Jupyter. В терминале выполните «jupyter notebook». Или (в зависимости от используемой операционной системы) дважды щелкните значок «Jupyter Notebook», который отображается как один из инструментов, связанных с Anaconda. Справа есть раскрывающееся меню для создания Ноутбука, и если вы выберете «VPython», вы получите следующие импорты (вы можете изменить тип ноутбука через меню «Ядро»> «Изменить ядро»):
from __future__ import division, print_function
from math import *

  • Написать тестовую программу: эта короткая программа покажет белый квадрат на черном фоне:
    from vpython import *
    box ()
  • Запуск программы VPython: Щелкните в первой ячейке (содержащей оператор импорта vpython), затем щелкните значок запуска, тот, который является обращенным вправо треугольником, касающимся вертикальной линии. В настоящее время для повторного запуска программы VPython вам нужно щелкнуть значок круговой стрелки, чтобы «перезапустить ядро», затем нажмите красную выделенную кнопку, затем щелкните в первой ячейке, затем щелкните значок запуска. Предполагается сделать это намного проще в будущем, настроив ноутбук Jupyter.
  • Вращение и масштабирование камеры такое же, как для GlowScript VPython; См. Выше.
  • Документация: см. Документацию по GlowScript VPython. Единственными объектами GlowScript, которые еще не реализованы, являются экструзия и 3D текст, хотя взаимодействие с клавиатурой еще не включено до понимания взаимосвязи с вводами клавиатуры, обрабатываемыми ноутбуком Jupyter.
  • Демо-программы. Вот ZIP-файл с набором демонстрационных программ, которые теперь включают использование тех же элементов управления, которые доступны в GlowScript VPython (кнопка, переключатель, флажок, слайдер и меню).
  • Запуск демонстрационных программ удаленно: есть пакет Binder некоторых демонстрационных программ, который позволяет запускать программы Jupyter VPython даже на компьютерах или мобильных устройствах, на которых не установлен Python. Вот объяснение механизма Binder. Поскольку серверы Binder распределяются между большим числом людей, производительность может сильно меняться изо дня в день и от часа к часу.
  • Использование conda для установки VPython: Matt Craig предлагает альтернативный способ установки на Anaconda. Для пользователей, у которых нет установленного пакета Classic для VPython Anaconda: «conda install -c vpython vpython». Чтобы выполнить обновление до более поздней версии, выполните команду “conda update -c vpython vpython”.
  • У тех, у кого установлен классический VPython и хотят его сохранить, вместо этого следует создать новую среду, в которой можно попробовать новый VPython: «conda create -c vpython -n vpython_jup_env vpython python». После создания новой среды вам нужно будет активировать ее, чтобы опробовать новый VPython.

Как GlowScript VPython и Jupyter VPython отличаются от классических VPython

  • Векторы должны быть представлены как vector (x, y, z) или vec (x, y, z), а не как (x, y, z).
  • Название display изменено на canvas (по техническим причинам).
  • Название gdisplay изменено на graph
  • Объекты curve и points имеют новый набор методов.

В справке VPython на glowscript.org есть программа преобразования для преобразования из классического синтаксиса GlowScript; Он делает несовершенную, но полезную работу по устранению основных различий.

Чтобы загрузить классический VPython:

  • На этой странице выберите соответствующий параметр «Загрузка» и следуйте инструкциям. Поворот и масштабирование камеры такие же, как для GlowScript VPython, за исключением того, что ни касание, ни колесо прокрутки мыши не поддерживаются.
  • Классический VPython останется доступным, но впредь не будет обновляться.

Дополнительная информация о VPython и будущих разработках

Описание опций Classic VPython, доступных в верхней части левого поля:

Документация: обзор, руководства и подробная документация
Скачать: бесплатные загрузки для Windows, Macintosh и Linux
Что нового в VPython 6: Новая манипуляция мышью / клавиатурой; Собственные кнопки, слайдеры и т. Д.
Журнал изменений: История изменений
Пользовательский форум. (До февраля 2013 года существовал список рассылки, чьи архивы можно найти по адресу https://sourceforge.net/mailarchive/forum.php?forum_name=visualpython-users. Пожалуйста, не пишите в этот список, вместо этого пишите на Пользовательский Форум.)
Предоставляемые программы: интересные и полезные программы, предоставляемые пользователями
Для разработчиков: для тех, кто заинтересован в дальнейшем развитии Python
Веб-сайт Python: язык программирования Python, на котором основан VPython
Другие:

Использование инструментов в trinket.io упрощает добавление и редактирование GlowScript VPython на ваши собственные веб-страницы. Ретт Аллен в своем блоге физики для журнала Wired показал примеры этого.
Jay Wang опубликовал галерею фотографий и фильмов из множества интересных программ VPython.
Интервью подкаста с Рут Чабай и Брюсом Шервудом об истории VPython.
Плакат о взаимосвязи между GlowScript VPython и Jupyter VPython
VIDLE: альтернатива IDLE, которая устраняет некоторые существенные проблемы
Материя и взаимодействия: Вводная физика с использованием VPython

Некоторые учебники продвинутого уровня, в которых используется VPython:

Напишите bruce.sherwood@gmail.com, если вы не найдете то, что вам нужно, или сообщите нам, как вы используете VPython.

Разработка VPython была частично поддержана Национальным научным фондом

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *