Informatique/MPSI/obligatoire/TP_GoL/main.py
2020-09-12 09:27:13 +02:00

275 lines
13 KiB
Python

import pygame
import time
import sys
import random
"""
Game of Life Simulator
"""
#Partie Calculatoire
RULES = {"B":3, "O":3, "U":2}
NEIGHBOURS = [(i,j) for i in (-1,0,1) for j in (-1,0,1) if (i,j) != (0,0)]
def relative(offset, cell):
"""
Fonction permettant d'obtenir une coordonnée absolue à partir d'une origine(offset) et de coordonnées relative(cell).
"""
return tuple(cell[i] + offset[i] for i in range(len(cell)))
def difference(origin, cell):
"""
Fonction permettant d'obtenir les coordonnées de cell en fixant origin comme origine
"""
return tuple(cell[i] - origin[i] for i in range(len(cell)))
def scale(cell, factor):
return tuple(int(cell[i]*factor) for i in range(len(cell)))
class Grid:
"""
Classe gérant les calculs liés à l'évolution d'une grille infinie selon le Jeu de la vie
"""
def __init__(self):
self.alive_cells = set({(i, 0) for i in range(500)})
self.active_cells = dict()
self.old_cells = set()
def tick(self):
self.old_cells.clear()
self.old_cells.update(self.alive_cells)
self.active_cells.clear()
#On s'assure que les cellules vivantes soient considérés comme actives
for cell in self.alive_cells:
self.active_cells.update({cell:0})
#On met à jour les voisins des cellules vivantes, c'est à dire incrémenter leur compteur
for cell in self.alive_cells:
for neighbour in NEIGHBOURS:
self.incr_counter(relative(cell, neighbour))
#On applique les règles du jeu selon le compteur des cellules actives
for cell in self.active_cells:
if RULES["U"] <= self.active_cells[cell] <= RULES["O"]:
if self.active_cells[cell] == RULES["B"]:
self.alive_cells.add(cell)
else:
self.alive_cells.discard(cell)
def incr_counter(self, cell):
if cell in self.active_cells:
self.active_cells[cell] +=1
else:
self.active_cells.update({cell:1})
#Interface Graphique
pygame.init()
size = width, height = 1025,1025
screen = pygame.display.set_mode(size, flags=pygame.RESIZABLE)
DEBUG = False #Affichage de variables de débogage à l'écran
TICK_RATE = 10 #Fréquence de rafraîchissement du jeu
FRAME_RATE = 60 #Fréquence de rafraîchissement de l'interface
camera = [0, 0] #Permettant choisir quelle zone de la grille on visualise
true_camera = camera
MOUSE = True #Mode souris : On pointe avec les cellules avec la souris et pas les flèches directionnelles
grid = Grid() #On initialise une grille
#On charge les assets
source_assets = {
"alive_cell": pygame.image.load("assets/alive_cell.png"),
"dead_cell": pygame.image.load("assets/dead_cell.png"),
"highlight": pygame.image.load("assets/highlight.png")}
SCALE = .25 #Facteur de taille variable (zoom)
CELL_SIDE = int(source_assets["highlight"].get_rect().width * SCALE) #Mesure en pixel d'un côté d'une cellule
assets = {asset:pygame.transform.scale(source_assets[asset],(CELL_SIDE,CELL_SIDE)) for asset in source_assets}
font = pygame.font.SysFont(pygame.font.get_default_font(), CELL_SIDE)
class Unit(pygame.sprite.Sprite):
"""
Classe représentant une unité d'affichage (cellule)
Il est à noter que cette unité peut représenter différentes cellules en fonction de camera
"""
def __init__(self, offset):
super().__init__()
self.offset = offset
def draw(self, screen, camera, grid):
self.image = assets[("dead_cell","alive_cell")[relative(camera, self.offset) in grid.alive_cells]]
self.position = self.image.get_rect()
self.position.x = self.offset[0]*CELL_SIDE #On positionne la cellule sur l'écran
self.position.y = self.offset[1]*CELL_SIDE #On positionne la cellule sur l'écran
screen.blit(self.image, self.position) #On dessine la cellule
if DEBUG and relative(camera, self.offset) in grid.active_cells:
text = font.render(str(grid.active_cells[relative(camera, self.offset)]), False, (0,255,0))
posi = text.get_rect()
posi.center = self.position.center
screen.blit(text, posi)
class Pointer(pygame.sprite.Sprite):
"""
Classe représentant le pointeur de cellule sélectionnée (pour l'éditer)
"""
def __init__(self, pos):
super().__init__()
self.pos = pos
def draw(self, screen, camera, grid):
self.image = assets["highlight"]
self.position = self.image.get_rect()
self.position.x = self.pos[0]*CELL_SIDE #On positionne le pointeur sur l'écran
self.position.y = self.pos[1]*CELL_SIDE #On positionne le pointeur sur l'écran
screen.blit(self.image, self.position) #On dessine le pointeur
def draw_grid(screen, camera, grid, units):
for unit in units:
units[unit].draw(screen, camera, grid)
#Boucle principale
def get_units():
return {(i,j):Unit((i,j)) for i in range(width//(CELL_SIDE) +1) for j in range(height//(CELL_SIDE) +1)}
units = get_units() #Liste de cellules à afficher à l'écran
relatives = {unit:relative(camera, unit) for unit in units}
pointer = Pointer((0,0)) #Permettant de sélectionner une cellule précisément pour l'éditer
running = True
pause = True
last_tick = time.time()
last_frame = time.time()
KEYSDOWN = set()
MOUSEBUTTONSDOWN = set()
visited_cells = set()
drag_origin = (0,0) #Position du curseur à la préssion du bouton du milieu de la souris
last_pointer_move = time.time()
redraw = True
while running:
frame = (last_frame + 1/FRAME_RATE) - time.time() < 0
if frame:
for event in pygame.event.get():
if event.type == pygame.VIDEORESIZE:
size = width, height = event.size
screen =screen = pygame.display.set_mode(size,
flags=pygame.RESIZABLE)
units = get_units()
redraw = True
if event.type == pygame.QUIT:
sys.exit()
if event.type == pygame.KEYDOWN:
KEYSDOWN.add(event.key)
if event.key in [275,276,273,274] and not MOUSE: #Touches directionnelles pour déplacer le pointeur
new_pos = list(pointer.pos)
exec("new_pos" + ("[0]+","[0]-","[1]-","[1]+")[[275,276,273,274].index(event.key)] + "=1")
if pointer.pos in units: units[pointer.pos].draw(screen, camera, grid)
pointer.pos = tuple(new_pos)
last_pointer_move = time.time()
if event.key == 116 and not MOUSE: #T: Changer l'état d'une cellule
if relative(camera, pointer.pos) in grid.alive_cells:
grid.alive_cells.discard(relative(camera, pointer.pos))
else:
grid.alive_cells.add(relative(camera, pointer.pos))
visited_cells.add(relative(camera, pointer.pos))
if event.type == pygame.KEYUP:
print(event.key)
if event.key in KEYSDOWN:
if event.key == 32: #ESPACE : pause
pause = not pause
if event.key in (109,59): #M : Mode souris
MOUSE = not MOUSE
if event.key == 100: #D : Mode de déboggage
DEBUG = not DEBUG
if event.key in (113,97): #Q : Quitter
sys.exit()
if event.key == 127: #Suppr : Effacer la grille
grid.alive_cells.clear()
redraw = True
if event.key == 99: #C: Diminuer le TICK_RATE
TICK_RATE = TICK_RATE/2
if event.key == 118: #V : Augmenter le TICK_RATE
TICK_RATE = TICK_RATE*2
if event.key == 116 and not MOUSE: #T: Changer l'état d'une cellule
visited_cells.clear()
if event.key == 114 : #R : Remplir aléatoirement l'écran
redraw = True
for unit in units:
if random.randint(0,3) == 0:
grid.alive_cells.add(relatives[unit])
else:
grid.alive_cells.discard(relatives[unit])
KEYSDOWN.discard(event.key)
if event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN:
if MOUSE:
if event.button in (2,3): #Bouton de la molette / Clic droit : Glisser
print(event.pos)
true_camera = camera
drag_origin = event.pos
if event.button == 1: #Clic gauche : Éditer la cellule selectionnée
if relative(camera, pointer.pos) in grid.alive_cells:
grid.alive_cells.discard(relative(camera, pointer.pos))
else:
grid.alive_cells.add(relative(camera, pointer.pos))
visited_cells.add(relative(camera, pointer.pos))
MOUSEBUTTONSDOWN.add(event.button)
if event.type == pygame.MOUSEBUTTONUP:
if event.button in (2,3):
camera = difference(scale(difference(drag_origin, event.pos), 1/CELL_SIDE), true_camera)
redraw = True
if event.button == 1:
visited_cells.clear()
if event.button == 4: #Molette vers le haut #Zoom
if CELL_SIDE*2 <= min(size):
SCALE *= 2 #Facteur de taille variable (zoom)
CELL_SIDE = int(source_assets["highlight"].get_rect().width * SCALE) #Mesure en pixel d'un côté d'une cellule
assets = {asset:pygame.transform.scale(source_assets[asset],(CELL_SIDE,CELL_SIDE)) for asset in source_assets}
units = get_units() #Liste de cellules à afficher à l'écran
font = pygame.font.SysFont(pygame.font.get_default_font(), CELL_SIDE)
redraw = True
if event.button == 5: #Molette vers le bas #"Dézoom"
if CELL_SIDE/2 >= 3:
SCALE *= 1/2 #Facteur de taille variable (zoom)
CELL_SIDE = int(source_assets["highlight"].get_rect().width * SCALE) #Mesure en pixel d'un côté d'une cellule
assets = {asset:pygame.transform.scale(source_assets[asset],(CELL_SIDE,CELL_SIDE)) for asset in source_assets}
units = get_units() #Liste de cellules à afficher à l'écran
font = pygame.font.SysFont(pygame.font.get_default_font(), CELL_SIDE)
redraw = True
print(event.button)
MOUSEBUTTONSDOWN.discard(event.button)
if event.type == pygame.MOUSEMOTION:
if 2 in MOUSEBUTTONSDOWN or 3 in MOUSEBUTTONSDOWN:
camera = difference(scale(difference(drag_origin, event.pos), 1/CELL_SIDE),true_camera)
redraw = True
if MOUSE:
if pointer.pos in units: units[pointer.pos].draw(screen, camera, grid)
pointer.pos = scale(event.pos, 1/CELL_SIDE)
if 1 in MOUSEBUTTONSDOWN:
if pointer.pos in units: units[pointer.pos].draw(screen, camera, grid)
pointer.pos = scale(event.pos, 1/CELL_SIDE)
if relative(camera, pointer.pos) not in visited_cells:
if relative(camera, pointer.pos) in grid.alive_cells:
grid.alive_cells.discard(relative(camera, pointer.pos))
else:
grid.alive_cells.add(relative(camera, pointer.pos))
visited_cells.add(relative(camera, pointer.pos))
if not MOUSE and (time.time() - (last_pointer_move + 5/FRAME_RATE) > 0):
for key in KEYSDOWN:
if key in [275,276,273,274]:
new_pos = list(pointer.pos)
exec("new_pos" + ("[0]+","[0]-","[1]-","[1]+")[[275,276,273,274].index(event.key)] + "=1")
if pointer.pos in units: units[pointer.pos].draw(screen, camera, grid)
pointer.pos = tuple(new_pos)
last_pointer_move = time.time()
if redraw:
relatives = {unit:relative(camera, unit) for unit in units}
draw_grid(screen, camera, grid, units)
redraw = False
if (last_tick + 1/TICK_RATE) - time.time() < 0:
last_tick = time.time()
if not pause:
grid.tick()
if True:
for unit in units:
if (relatives[unit] in grid.alive_cells) != (relatives[unit] in grid.old_cells):
units[unit].draw(screen, camera, grid)
if frame:
if pointer.pos in units:
units[pointer.pos].draw(screen, camera, grid)
pointer.draw(screen, camera, grid)
pygame.display.flip()
last_frame = time.time()
time.sleep(max(0,min((last_frame + 1/FRAME_RATE) - time.time(), (last_tick + 1/TICK_RATE) - time.time()))) #On attend avant la prochaine image / le prochain tick pour ne pas surcharger le CPU inutilement