如何正确地将计算与渲染分离

Question

我正在研究一个天文学项目，制作其中一个重力模拟器程序。我有一个Uni类，它代表一个充满天体的宇宙（Body类的实例）。

此Uni类能够自行更新，添加新实体，并通过id删除实体。它完全基于数学，应该单独工作。

围绕它，我计划构建使用PyGame实时显示模拟的程序和MatPlotLib来分析结果。但是，我对如何保持计算（Uni）和渲染（Renderer）解耦感到困惑！

我设想这样：

主程序：

1. 导入PyGame，对其进行初始化，然后创建screen。
2. 实例化一个Universe，用实体填充它等（实际上是由FileManager完成的，它为一个uni读取JSON规范。）
3. 创建Renderer

4. 输入while run:循环：

   1. uni.update(dt)
   2. #Listen to PyGame events, respond
   3. r.render(screen, uni, ui) #The UI class has a list of UI elements.

但是，渲染器需要保留一个需要绘制的PyGame曲面和图像的持久列表，并且存在问题。 Uni和Body实例都不必知道PyGame，所以他们不能自己保留它们。

另一方面，渲染器仅用于render方法，它不能仅仅根据需要创建和销毁PyGame曲面（我猜这将是性能很重）。




一种可能的解决方案是让渲染器具有PyGame对象的字典，所有这些都由body ID识别。然后，它将迭代它，删除任何遗失的物体，并在每帧添加任何新物体。

这是正确的方法吗？

Answer 1

为什么不将Body自己添加到pygame对象的字典而不是ID？毕竟，Python变量只是一个标签，因此渲染器不需要知道变量代表什么。它可能会让你不得不查找ID。

相关选项是向您的Universe添加一个或多个viewport个对象。因为无论查看机制的实现方式如何，您通常都不希望显示整个Universe，因此视口将是Universe的适当属性。使用该视口将采用几种方法（除了创建和调整大小）。首先是在视口中获取所有Body的方法（可能只返回您在视口对象中保留的列表）。第二个获取包含两个列表的元组的方法;已出现在视口中的Body之一，以及自上次更新后退出视口的Body列表。视口还应该有一个由Universe的update方法调用的更新方法。