Python 代码类似于划船笔划

我正在制作一个显示移动划艇的小程序。下面显示了一个简单的示例代码（Python 2.x）：

正如你所看到的，一艘船有一个速度，每分钟划几下。每次调用方法

move（deltaT）

时，它都会根据速度移动一定距离

上面的船只是以恒定的速度行驶，这是不现实的。一艘真正的划艇在划水开始时加速，然后在桨叶离开水面后减速。网上有许多图表显示了典型的划船曲线（此处显示的力，速度看起来类似）：

资料来源：

随着时间的推移，配速应保持不变，但在划水过程中应发生变化

将恒定速度转化为（至少基本上）类似于更真实划船划水的曲线的最佳方法是什么

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注意：关于如何更好地标记这个问题，有什么想法吗？这是一个算法问题吗？

你可以把这样一条曲线转换成速度的多项式方程

有关如何执行此操作的说明/示例，请访问：

这将向您展示如何获取一组x，y坐标（可以通过检查现有绘图或实际数据获得），并创建多项式函数

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如果对每个船对象使用相同的曲线，则可以将其硬编码到程序中。但是，假设每个划船者或船只具有不同的轮廓，您也可以为每个船只对象建立单独的多项式方程。

您可以对运动微分方程执行简单的积分。（这就是你已经在做的，以恒定的速度，将空间作为时间的函数，

x'=x+V.dt

）

假设一个简单的模型，在冲程中有恒定的力，在滑行中没有力，阻力与速度成比例

因此，在冲程期间加速度为

a=p-D.v

，在滑行（减速）期间加速度为

-D.v

速度近似为

v'=v+a.dt

空间近似为

x'=x+v.dt

如果

dt

足够小，这个运动应该看起来很逼真。你可以用更精确的力定律和更好的积分技术（如龙格库塔）来完善模型，但我不确定它是否值得

下面是使用此技术绘制的速度和空间与时间的示例图。它显示了快速建立周期性区域的速度振荡和波动的准线性位移

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如果你的目标是简单地提出一些视觉上可行的东西，而不是进行完整的物理模拟，你可以简单地在位置上添加一个正弦波

class Boat:
    def __init__(self, pace, spm, var=0.5):
        self.pace = pace    #average velocity of the boat in m/s
        self.sps = spm/60.0 #strokes per second
        self.var = var      #variation in speed from 0-1
        self.totalT = 0     #total time
        self.distance = 0   #distance traveled

    def move(self, deltaT):
        self.totalT += deltaT
        self.distance = self.pace * (self.totalT + self.var * math.sin(self.totalT * self.sps * 2*math.pi)

---

你需要小心变异

var

，如果它变得太高，船可能会倒退并破坏错觉。

使用样条插值，例如从SciPy。另请参阅SE站点，了解统计信息和ggplot库中的平滑变换stat_smooth。刚刚注意到你的图形在y轴上有力。力是质量*加速度。因为你的质量是恒定的，它本质上是一个加速度图（不是速度）。这是一个很好的高级方法，现在可能有点复杂。当我的应用程序需要一个更复杂的解决方案时，我会考虑这一点。代码的结果是有效的，因为我测试了一个划船运动员，划船速度为10m/s，SPM为20排，划船速度为30m：但是划船过程中的速度似乎前后跳跃。你知道计算出了什么问题吗？难道我们不需要把速度变成正弦波而不是时间吗？@MOnsDaR抱歉，我做了一个更正，但没有复制到答案中。

/self.sps

应该是

*self.sps

。实现了这一技巧，值现在沿正弦波递增/递减：但是曲线与我预期的正好相反：它开始快，走慢，结束快。应该是相反的。我尝试了一下这个等式，但无法使它正确运行，你能帮我最后一次吗？@MOnsDaR尝试使用

（1-cos（…）*0.5

而不是

sin（…）

。编辑：从头开始，只需反转

sin

效果更好。你需要减少变化，以防止倒退。看到哈，刚刚发现我自己，想把它贴在这里：）非常感谢你的帮助，船现在正在划船，同时看起来很现实。我想这是一个足够好的整体解决方案。然而，我的问题更多的是想问“我怎样才能使曲线像划船一样，但保持整体速度？”。

class Boat:
    def __init__(self, pace, spm, var=0.5):
        self.pace = pace    #average velocity of the boat in m/s
        self.sps = spm/60.0 #strokes per second
        self.var = var      #variation in speed from 0-1
        self.totalT = 0     #total time
        self.distance = 0   #distance traveled

    def move(self, deltaT):
        self.totalT += deltaT
        self.distance = self.pace * (self.totalT + self.var * math.sin(self.totalT * self.sps * 2*math.pi)