Unterschiede

Hier werden die Unterschiede zwischen zwei Versionen gezeigt.

--- ss16:physiksimulation_doc_python [2016/08/13 15:46]
markumnus angelegt
+++ ss16:physiksimulation_doc_python [2016/08/14 22:37] (aktuell)
markumnus
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-<- [[ss16:Physiksimulation_doc_components|zurück zur Liste der Komponenten]]
+**[[ss16:Physiksimulation|Physiksimulation]]/[[ss16:Physiksimulation_Doc_Main|Dokumentation]]/[[ss16:Physiksimulation_doc_components|Komponenten]]/**
+=====Python-Teil=====
-=====Physiksimulation | Python-Teil=====
+====Programmstruktur====
+{{ :ss16:physiksimulation_struktur2107.png?nolink |}}
+====Parser.py====
+In der Ergebnis-Textdatei sind einzelne Zeitschritte mit **//|//** getrennt, Objekte mit **//;//** und die Koordinaten der Objekte mit **//,//**. Die //parse()//-Funktion macht aus einem String nach diesem Muster eine Liste aus Tupeln mit den Positionsdaten.
+<code Python>
+def parse (string):
+    """
+    Nimmt einen String mit Object-Positionsdaten entgegen und
+    gibt eine Liste aus Tupeln mit Positionsdaten zurueck.
+    Beispiel:
+    "0.0037, 0.0024, -0.0001;-0.315, -0.9603, -0.0001;-0.3129, -0.9592, -0.0002;|" -> [(0.0037, 0.0024, -0.0001), (-0.315, -0.9603, -0.0001), (-0.3129, -0.9592, -0.0002)]
+    """
+    result = []
+    # aufteilen
+    objects = string.split(";")
+    # bereinigen
+    for o in objects:
+        if o == "":
+            objects.remove(o)
+    # Koordinaten extrahieren
+    for o in objects:
+	coords = o.split(",")
+	# Whitespace entfernen
+	for i, c in enumerate (coords):
+	    coords[i] = c.strip()
+	# in Floats umwandeln
+	    try:
+		coords = map (float, coords)
+	    except ValueError:
+		print "Konnte", coords, "nicht umwandeln."
+	    result.append (tuple(coords))
+    return result
+</code>
+====Reader.py====
+In der Datei Reader.py wird die Klasse Reader definiert. Wir haben uns hier für eine Klasse entschieden (anstatt nur einer Funktion wie beim Parser), da wir die //%%__getitem__()%%//-Funktion nutzen wollten, um die Ergebnis-Datei wie eine Liste indizierbar zu machen. Mit reader[time_step] kann man bequem auf die Positionsdaten des jeweiligen Zeitschritts zugreifen.
+<code Python>
+#######################################
+# IMPORTE
+#######################################
+import Parser
+class Reader:
+    time_steps = []
+    def __init__ (self, filename):
+        # Deklarationen
+        self.FILENAME = filename
+        # File lesen
+        with open (self.FILENAME) as f:
+            file_cont = f.read()
+        # Zeitschritte voneinander trennen |
+        self.time_steps = file_cont.split('|')
+        # letztes, leeres Element entfernen
+        self.time_steps.pop()
+    def __getitem__ (self, key):
+        """
+        Indiziert einen Zeitschritt und gibt die Koordinaten der Objects zu diesem Zeitschritt zurueck.
+        """
+        return Parser.parse(self.time_steps[key])
+    def __len__ (self):
+        """
+        Gibt Anzahl der verfuegbaren Zeitschritte zurueck.
+        """
+        return len (self.time_steps)
+    def __str__ (self):
+        s = "Reader auf \"" + self.FILENAME + "\" mit " + str(len(self)) + " Zeitschritten."
+        return s
+    def __repr__(self):
+        return self.__str__()
+</code>
+====Visualizer.py====
+Diese Datei deklariert die Klasse //Visualizer//. Im Konstruktor nimmt sie eine Liste mit Objekten entgegen, die visualisiert werden sollen. Außerdem wird die //scene// für Visual initialisiert.\\
+Mit der Methode //run()// wird die Animation gestartet. Die benötigten Positionsdaten werden mithilfe des Readers ausgelesen.
+<code Python>
+from visual import *
+from Reader import *
+from PyCInterface import PyCObject
+class Visualizer:
+    def __init__ (self, list_of_objects, source = "results.txt"):
+	"""
+	Initialisiert den Visualizer mit verschiedenen Konstanten und Grundfunktionen,
+	sowie mit einer Liste an Objekten, die gezeichnet werden sollen
+	"""
+	self.PROGRAM_NAME = "Gravitationssimulation"
+	self.SPEED = 100
+	self.reader = Reader (source)
+	self.time = 0
+	self.PyCObjects = []	# Objekte mit vom User gegebenen Daten wie Name, Farbe, Groesse, etc.
+	self.Objects = []	# Objekte von Visual, die die Anzeige beeinflussen
+	self.renew_objects (list_of_objects)
+	# Initialisierung von Visual
+	scene = display (title = self.PROGRAM_NAME,\
+					x=0, y=0, width=1920,height=1080,\
+					range=10, background=color.black, center = (0,0,0))
+        def renew_objects (self, list_of_objects):
+	    """
+	    Setzt die Objects komplett neu.
+	    """
+	    self.PyCObjects = list_of_objects	# Objekte mit vom User gegebenen Daten wie Name, Farbe, Groesse, etc.
+	    self.Objects = []			# Objekte von Visual, die die Anzeige beeinflussen
+	    # lese Daten aus
+	    for i, o in enumerate(self.PyCObjects):
+	    	try:
+  		    pos_o = self.reader[0][i]
+		    size_o = o.size
+		    color_o = o.color
+	            self.Objects.append(sphere(pos=pos_o, radius = size_o, color = color_o, make_trail = true))
+		except IndexError:
+		    print "Mehr Objekte uebergeben als berechnet wurden:", i
+	def run (self):
+	    """
+	    Laeuft einmal durch alle Daten und zeigt diese an.
+	    """
+	    # Loop bis Fileende:
+	    # update die Positionen
+	    while self.time < len(self.reader):
+	        rate (self.SPEED)
+		    for i, o in enumerate (self.Objects):
+			o.pos = self.reader[self.time][i]	# Object des aktuellen Zeitschrittes
+		    self.time += 1
+</code>
+====Main.py====
+In dieser Datei werden mehrere Klassen definiert, darunter die MyApp-Klasse, die das Programm darstellt und einige PopupWindow-Klassen, die die Funktionen des Fensters steuern.\\
+Bei einem Klick auf einen Button wird mit der Codezeile
+<code Python>
+self.addSonne.clicked.connect(self.Add_Sonne) # 'addSonne' ist der Name des in der Window.ui-Datei deklarierten Buttons
+</code>
+die Methode Add_Sonne aufgerufen.
+Diese erstellt ein PopupWindow...
+<code Python>
+def Add_Sonne(self):
+    print "Creating a new Sun..."
+    self.w = PopupWindow0()
+    self.w.setWindowTitle("Sonne erstellen...")
+    self.w.setGeometry(QtCore.QRect(500, 200, 360, 300))
+    self.w.show()
+</code>
+... welches wiederum Buttons hat, die z.B. beim Klicken auf "OK" ein Objekt erstellen und es zunächst per [[ss16:Physiksimulation_Doc_cpp#Interface.cpp|Interface]] im [[ss16:Physiksimulation_Doc_cpp#Universe.cpp|Universe]] speichern:
+<code Python>
+def output0(self):
+    obj = PyCObject()
+    obj.x = float(PositionEditx0.text()) # uebernehme
+    obj.y = float(PositionEdity0.text()) # Positionsdaten
+    obj.z = float(PositionEditz0.text()) # vom Benutzer
+    interface.add (obj)
+</code>
+Auf die gleiche Weise werden die Berechnungen und die Visualisierung gestartet.
+Der Einstiegspunkt ist dann einfach folgender:
+<code Python>
+if __name__ == "__main__":
+    app = QtGui.QApplication(sys.argv)
+    window = MyApp()
+    window.move(QtCore.QPoint(850, 300))
+    window.show()
+    sys.exit(app.exec_())
+</code>

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