Autonome Agenten in Py5 (Teil 1)

Getreu meiner gestrigen Ankündigung habe ich damit angefangen, so etwas wie Boids in Py5, dem freundlichen Python3-Port von Processing zu implementieren. Da ich zum einen die Implementierung für alle nachvollziehbar machen wollte und zum anderen immer noch mein Vorhaben im Raum steht, eine (erweiterte) Fassung von Daniel Shiffmans »The Nature of Code« in Python zu schreiben, habe ich mich bei meinen ersten Versuchen an Shiffmans Processing (Java)-Version orientiert.

Boids sind in erster Linie autonome Agenten und so habe ich mir das Kapitel zu den autonomen Agenten (Seite 260ff) vorgeknöpft. Mir ging es aber nicht um eine 1:1-Umsetzung des Java-Codes, sondern ich wollte in meiner Py5-Version die Py5Vector-Klasse verstehen und implementieren, die sich doch in einigen Punkten von Processings PVector-Klasse unterscheidet. Das war aber dank der Dokumentation nicht allzuschwer und so hatte ich schon nach wenigen Minuten einen Sketch fertiggestellt, in dem ein Vehicle dem Mauszeiger folgt:

## Autonome Agenten 1
## Nach Daniel Shiffman: »The Nature of Code«, S. 260 ff

class Vehicle():
    
    def __init__(self,_x,_y):
        self.acc = Py5Vector(0, 0)    # Acceleration
        self.vel = Py5Vector(0, 0)    # Velocity
        self.loc = Py5Vector(_x, _y)  # Location
        self.r = 3.0
        self.maxspeed = 4.0           # Arbitrary value for maximum speed
        self.maxforce = 0.1           # Arbitrary value for maximum force
    
    def update(self):                 # Eulersche Polygonzug-Methode
        self.vel += self.acc
        self.vel.set_limit(self.maxspeed)
        self.loc += self.vel
        self.acc *= 0
        
    def apply_force(self, force):
        self.acc += force
        
    def seek(self, target):
        desired = Py5Vector(target - self.loc)
        desired.normalize()
        desired *= self.maxspeed
        steer = (desired - self.vel)
        steer.set_limit(self.maxforce)
        self.apply_force(steer)
        
    def display(self):
        theta = self.vel.heading + PI/2  # +PI/2 = Ausrichtung nach Osten
        fill(240, 80, 37)
        stroke(0)
        with push_matrix():
            translate(self.loc.x, self.loc.y)
            rotate(theta)
            with begin_closed_shape():
                vertex(0,      -self.r*2)
                vertex(-self.r, self.r*2)
                vertex(self.r,  self.r*2)
                
WIDTH = 400
HEIGHT = 400

def setup():
    global vehicle
    size(WIDTH, HEIGHT)
    window_title("🐁 Wo ist das Mäuschen? 🐁")
    window_move(1300, 40)
    vehicle = Vehicle(width/2, height/2)
    
def draw():
    background(49, 197, 244)
    target = Py5Vector(mouse_x, mouse_y)
    vehicle.seek(target)
    vehicle.update()
    vehicle.display()

Genial ist immer noch das with-Statement, daß Kommandos wie push_matrix() oder begin_(closed_)shape() wie »echte« Python-Befehle aussehen läßt.

Ansonsten findet Ihr natürlich den Quellcode auf GitHub und ich werde das Skriptchen so peu a peu zu einem richtigen Boids-Beispiel ausarbeiten und das Ergebnis auf diesen Seiten präsentieren. Still digging!