如何正确将计算与渲染解耦

Question

我在做一个天文项目，制作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（这个Body类的实例）。在

这个Uni类能够更新自身，添加新的实体，并通过它们的id删除实体。它完全基于数学，应该单独工作。在

围绕它，我计划构建一个程序，它使用PyGame来实时显示模拟，并使用MatPlotLib来分析结果。但是，我对如何保持计算（Uni）和渲染（Renderer）解耦有点困惑！在

我的设想是这样的：

主程序：

1. 导入PyGame，初始化它，并创建一个screen。在
2. 实例化一个宇宙，用实体填充它，等等（实际上是由FileManager完成的，它读取uni的JSON规范）。在
3. 创建Renderer

4. 进入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，这就是问题所在。无论是Uni还是{}实例都必须知道PyGame，因此它们不能自己保留这些实例。在

另一方面，渲染器只为它的render方法而存在，该方法不能根据需要创建和销毁PyGame曲面（我想这会影响性能）。在

一个可能的解决方案是让渲染器有一个PyGame对象的字典，所有对象都由body id标识。然后，它将迭代它，移除任何已消失的实体，并在每一帧中添加任何新的实体。在

走这条路对吗？在

Answer 1

为什么不将Body本身添加到pygame对象的字典中而不是添加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。这样你就不用查身份证了。在

一个相关的选项是将一个或多个viewport对象添加到你的宇宙中。因为无论查看机制的实现是什么，通常都不希望显示整个宇宙，因此视口是宇宙的一个适当属性。使用该视口可以使用两种方法（除了创建和调整大小）。首先是一个方法来获取viewport中的所有Body（它可以返回一个保留在viewport对象中的列表）。第二个方法是获取一个包含两个列表的元组；一个是在视口中出现的Body，第二个是自上次更新以来从视口中消失的Body列表。视口还应该有一个由universe的update方法调用的update方法。在