用 Python 模拟下雨效果

news2025/5/31 17:20:56

用 Python 模拟下雨效果

雨天别有一番浪漫情怀：淅淅沥沥的雨滴、湿润的空气、朦胧的光影……在屏幕上也能感受下雨的美妙。本文将带你用一份简单的 Python 脚本，手把手实现「下雨效果」动画。文章深入浅出，零基础也能快速上手，完整代码仅需一个脚本文件即可运行。
在这里插入图片描述

前言

在图形编程中，常见的视觉特效之一就是雨滴下落动画。无论是游戏背景、界面装饰，还是演示特效，模拟下雨都能增添生动氛围。本示例使用 Python 结合 Pygame 库，在窗口中绘制无数条雨线，并让它们以不同速度、位置、长度滑落，形成自然的雨幕效果。整个过程非常直观，适合刚接触 Python GUI 或图形编程的新手。

环境准备

Python 版本：建议 3.6 及以上
依赖库：Pygame

在命令行中执行：

pip install pygame

若出现安装问题，可尝试升级 pip：

pip install --upgrade pip

雨滴模拟原理

要模拟下雨效果，核心思想是：

雨滴属性
- 位置 (x, y)：雨滴当前坐标。
- 长度 length：模拟不同距离或速度导致的雨滴长短差异。
- 速度 speed：决定雨滴下落的快慢，可与 length 相关。
下落逻辑
- 每帧 (frame) 更新时，让 y += speed。
- 若 y 超出窗口底部，高度加上 length 后重置到顶部（y = -length），并随机生成新的 x、length 和 speed。
绘制方法
- 在 Pygame 窗口中，用 draw.line() 绘制一条短线来代表雨滴。
- 背景每帧需重绘为深色，以清除上一帧的残影。

实现思路

初始化
- 导入模块、初始化 Pygame，设置窗口宽高与帧率 (FPS)。
创建雨滴列表
- 根据需求生成多个 Raindrop 实例，存放于列表中。
主循环
- 处理退出事件。
- 填充背景色。
- 遍历雨滴列表，更新位置并绘制。
- 刷新显示并控制帧率。
优雅退出
- 当检测到窗口关闭事件，退出循环并调用 pygame.quit()。

完整脚本讲解

下面逐段讲解脚本中关键部分。

import pygame, random, sys

pygame：图形窗口与绘图操作。
random：生成随机位置与属性。
sys：退出程序使用。

class Raindrop:
    def __init__(self, screen_width, screen_height):
        self.screen_width  = screen_width
        self.screen_height = screen_height
        self.reset()

Raindrop 类用于封装单个雨滴。传入屏幕尺寸以便重置时随机生成坐标。

    def reset(self):
        self.x      = random.randint(0, self.screen_width)
        self.y      = random.randint(-self.screen_height, 0)
        self.length = random.randint(5, 15)
        self.speed  = random.uniform(4, 10) * (self.length / 10)

reset() 随机分配 x、y、length、speed。
y 在 [-screen_height, 0] 范围随机初始，保证雨幕一开始就满屏。
速度与长度挂钩，长雨滴下落更快，增强透视感。

    def fall(self):
        self.y += self.speed
        if self.y > self.screen_height:
            self.reset()

fall() 更新 y 坐标，若超出底部则重置回顶部。

    def draw(self, surface):
        end_y = self.y + self.length
        pygame.draw.line(surface, (180, 180, 255), (self.x, self.y), (self.x, end_y), 1)

用浅蓝色 (180,180,255) 绘制细线代表雨滴。

接着是主程序部分，负责窗口创建、循环与事件处理。

完整脚本代码

请将以下代码保存为 rain.py，然后在命令行执行 python rain.py 即可查看下雨效果。

import pygame, random, sys

class Raindrop:
    def __init__(self, screen_width, screen_height):
        self.screen_width  = screen_width
        self.screen_height = screen_height
        self.reset()

    def reset(self):
        self.x      = random.randint(0, self.screen_width)
        self.y      = random.randint(-self.screen_height, 0)
        self.length = random.randint(5, 15)
        self.speed  = random.uniform(4, 10) * (self.length / 10)

    def fall(self):
        self.y += self.speed
        if self.y > self.screen_height:
            self.reset()

    def draw(self, surface):
        end_y = self.y + self.length
        pygame.draw.line(surface, (180, 180, 255), (self.x, self.y), (self.x, end_y), 1)

def main():
    pygame.init()
    screen_width, screen_height = 800, 600
    screen = pygame.display.set_mode((screen_width, screen_height))
    pygame.display.set_caption("Python 雨滴模拟")
    clock = pygame.time.Clock()

    # 初始化雨滴
    raindrops = [Raindrop(screen_width, screen_height) for _ in range(300)]

    # 主循环
    running = True
    while running:
        for event in pygame.event.get():
            if event.type == pygame.QUIT:
                running = False

        # 填充背景
        screen.fill((10, 10, 30))

        # 更新并绘制每个雨滴
        for drop in raindrops:
            drop.fall()
            drop.draw(screen)

        # 刷新显示
        pygame.display.flip()
        clock.tick(60)

    pygame.quit()
    sys.exit()

if __name__ == "__main__":
    main()