用 Python 模擬下雨效果

雨天別有一番浪漫情懷：淅淅瀝瀝的雨滴、濕潤的空氣、朦朧的光影……在屏幕上也能感受下雨的美妙。本文將帶你用一份簡單的 Python 腳本，手把手實現「下雨效果」動畫。文章深入淺出，零基礎也能快速上手，完整代碼僅需一個腳本文件即可運行。

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目錄

1. 前言
2. 環境準備
3. 雨滴模擬原理
4. 實現思路
5. 完整腳本講解
6. 完整腳本代碼
7. 運行效果
8. 拓展思考
9. 結語

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前言

在圖形編程中，常見的視覺特效之一就是雨滴下落動畫。無論是游戲背景、界面裝飾，還是演示特效，模擬下雨都能增添生動氛圍。本示例使用 Python 結合 Pygame 庫，在窗口中繪制無數條雨線，并讓它們以不同速度、位置、長度滑落，形成自然的雨幕效果。整個過程非常直觀，適合剛接觸 Python GUI 或圖形編程的新手。

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環境準備

• Python 版本：建議 3.6 及以上
• 依賴庫：Pygame

在命令行中執行：

pip install pygame

若出現安裝問題，可嘗試升級 pip：

pip install --upgrade pip

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雨滴模擬原理

要模擬下雨效果，核心思想是：

1. 雨滴屬性

   • 位置 (x, y)：雨滴當前坐標。
   • 長度 length：模擬不同距離或速度導致的雨滴長短差異。
   • 速度 speed：決定雨滴下落的快慢，可與 length 相關。

2. 下落邏輯

   • 每幀 (frame) 更新時，讓 y += speed。
   • 若 y 超出窗口底部，高度加上 length 后重置到頂部（y = -length），并隨機生成新的 x、length 和 speed。

3. 繪制方法

   • 在 Pygame 窗口中，用 draw.line() 繪制一條短線來代表雨滴。
   • 背景每幀需重繪為深色，以清除上一幀的殘影。

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實現思路

1. 初始化

   • 導入模塊、初始化 Pygame，設置窗口寬高與幀率 (FPS)。

2. 創建雨滴列表

   • 根據需求生成多個 Raindrop 實例，存放于列表中。

3. 主循環

   • 處理退出事件。
   • 填充背景色。
   • 遍歷雨滴列表，更新位置并繪制。
   • 刷新顯示并控制幀率。

4. 優雅退出

   • 當檢測到窗口關閉事件，退出循環并調用 pygame.quit()。

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完整腳本講解

下面逐段講解腳本中關鍵部分。

import pygame, random, sys

• pygame：圖形窗口與繪圖操作。
• random：生成隨機位置與屬性。
• sys：退出程序使用。

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

• Raindrop 類用于封裝單個雨滴。傳入屏幕尺寸以便重置時隨機生成坐標。

    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() 隨機分配 x、y、length、speed。
• y 在 [-screen_height, 0] 范圍隨機初始，保證雨幕一開始就滿屏。
• 速度與長度掛鉤，長雨滴下落更快，增強透視感。

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

• fall() 更新 y 坐標，若超出底部則重置回頂部。

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

• 用淺藍色 (180,180,255) 繪制細線代表雨滴。

接著是主程序部分，負責窗口創建、循環與事件處理。

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完整腳本代碼

請將以下代碼保存為 rain.py，然后在命令行執行 python rain.py 即可查看下雨效果。

import pygame, random, sysclass Raindrop:def __init__(self, screen_width, screen_height):self.screen_width  = screen_widthself.screen_height = screen_heightself.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.speedif self.y > self.screen_height:self.reset()def draw(self, surface):end_y = self.y + self.lengthpygame.draw.line(surface, (180, 180, 255), (self.x, self.y), (self.x, end_y), 1)def main():pygame.init()screen_width, screen_height = 800, 600screen = pygame.display.set_mode((screen_width, screen_height))pygame.display.set_caption("Python 雨滴模擬")clock = pygame.time.Clock()# 初始化雨滴raindrops = [Raindrop(screen_width, screen_height) for _ in range(300)]# 主循環running = Truewhile running:for event in pygame.event.get():if event.type == pygame.QUIT:running = False# 填充背景screen.fill((10, 10, 30))# 更新并繪制每個雨滴for drop in raindrops:drop.fall()drop.draw(screen)# 刷新顯示pygame.display.flip()clock.tick(60)pygame.quit()sys.exit()if __name__ == "__main__":main()

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運行效果

運行后，你將看到一個 800×600 的深色窗口，無數細細的淺藍色雨滴以不同速度從頂部滑落，形成層次分明的雨幕。若想更貼近真實，可以：

• 調整顏色：將 (180,180,255) 改為其他色值。
• 改變雨滴數量：修改 raindrops 列表長度（300 可增可減）。
• 添加風向：在 fall() 中改變 x 坐標，模擬風吹雨打效果。

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拓展思考

1. 視差效果
   將雨滴分為「前景」「中景」「遠景」三組，分別使用不同速度、顏色與透明度，營造深度感。
2. 撞擊水面
   當雨滴落到預設的“地面”高度，可在底部繪制一圈淡淡的水花動畫。
3. 粒子系統
   為水花使用粒子系統，讓每個水花粒子具有衰減、彈跳特性，更真實。

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結語

本文以最簡單的 Pygame 用例，向你展示如何在 Python 中模擬下雨特效。核心思路就是不斷重置和重繪雨滴坐標，通過隨機屬性讓畫面更具豐富性。動手運行一下，相信你會對圖形編程更加感興趣。后續可以在此基礎上加入更多效果，打造屬于自己的雨天場景。祝學習愉快！