winform 绘制太阳，地球，月球 运作规律

无图言吊（动图）  

 
缘由
   　　最近我太太在考公学习，给我出了两道高中地理知识的题目，把我问的一头雾水，题目是这样的　　
　　第一题
 

　　第二题

 
   看到这两道题，当时大脑飞速运转，差点整个身体都在自转了，所以产生了个偷懒的方法，用程序代替冥想，所以就有了这个小玩意的诞生.
Linux 的创始人 Linus Torvalds 在 2000-08-25 给linux-kernel 邮件列表的一封邮件提到的：
　

1. 　能说算不上什么，有本事就把你的代码给我看看。

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1. 创建基本类

首先，我们创建一些基本的类来表示天体（如太阳、地球和月球）以及它们的运动。

1. public class CelestialBody
2. {
3.      public string Name { get; set; }
4.      public int Radius { get; set; } // 半径
5.      public Color Color { get; set; } // 颜色
6.      public double DistanceFromSun { get; set; } // 距离太阳的距离
7.      public double OrbitalPeriod { get; set; } // 轨道周期（天）
8.      public double RotationPeriod { get; set; } // 自转周期（天）
9.      public double CurrentAngle { get; set; } // 当前角度（弧度）
11.      public CelestialBody(string name, int radius, Color color, double distanceFromSun, double orbitalPeriod, double rotationPeriod)
12.      {
13.          Name = name;
14.          Radius = radius;
15.          Color = color;
16.          DistanceFromSun = distanceFromSun;
17.          OrbitalPeriod = orbitalPeriod;
18.          RotationPeriod = rotationPeriod;
19.          CurrentAngle = 0;
20.      }
22.      public void UpdatePosition(double timeStep)
23.      {
24.          // 计算角速度（弧度/天）
25.          double angularVelocity = 2 * Math.PI / OrbitalPeriod;
27.          // 更新当前角度
28.          CurrentAngle += angularVelocity * timeStep;
30.          // 确保角度在0到2π之间
31.          CurrentAngle %= 2 * Math.PI;
32.      }
34.      public (double X, double Y) GetPosition()
35.      {
36.          // 计算当前天体的位置
37.          double x = DistanceFromSun * Math.Cos(CurrentAngle);
38.          double y = DistanceFromSun * Math.Sin(CurrentAngle);
39.          return (x, y);
40.      }
41. }

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2. 创建太阳、地球和月球

接下来，我们创建太阳、地球和月球的实例，并设置它们的属性。

1.   // 初始化天体
2.   sun = new CelestialBody("Sun", 50, Color.Yellow, 0, 0, 0); // 太阳静止不动
3.   earth = new CelestialBody("Earth", 10, Color.Blue, 150, 365.25, 1); // 地球
4.   moon = new CelestialBody("Moon", 5, Color.Gray, 30, 27.32, 27.32); // 月球

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　并且初始化一个定时器，用于刷新三个球体的运行状态

1.   private void Timer_Tick(object sender, EventArgs e)
2.   {
3.       // 更新天体的位置
4.       earth.UpdatePosition(0.1); // 时间步长为0.1天
5.       moon.UpdatePosition(0.1);
7.       // 重绘窗体
8.       this.Invalidate();
9.   }　　

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　开始绘制太阳，地球和月亮

1.   // 获取绘图对象
2.   graphics = e.Graphics;
3.   graphics.Clear(Color.Black);
5.   // 绘制太阳
6.   DrawCelestialBody(sun, 400, 400);
8.   // 绘制地球
9.   var earthPosition = earth.GetPosition();
10.   DrawCelestialBody(earth, 400 + (int)earthPosition.X, 400 + (int)earthPosition.Y);
12.   // 绘制月球
13.   var moonPosition = moon.GetPosition();
14.   DrawCelestialBody(moon, 400 + (int)earthPosition.X + (int)moonPosition.X, 400 + (int)earthPosition.Y + (int)moonPosition.Y);

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3. 运行模拟

运行上述代码，你将看到地球和月球的位置变化。这个模拟是一个非常简化的模型，假设地球和月球的轨道是完美的圆形，并且忽略了其他天体的引力影响。

看上去有点丑，我们添加写素材，去掉已知的轨迹边框，并且找些素材美化他们

 并且标识出赤道和经线，以及南北半球

1.   // 绘制南北半球标识
2.   graphics.DrawLine(Pens.Red, x - radius, y, x + radius, y); // 赤道
3.   graphics.DrawLine(Pens.Yellow, x, y - radius, x, y + radius); // 经线
5.   // 绘制北极和南极
6.   graphics.FillEllipse(Brushes.White, x - 3, y - radius - 3, 6, 6); // 北极
7.   graphics.FillEllipse(Brushes.Green, x - 3, y + radius - 3, 6, 6); // 南极

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　如上我们绘制一条红线标识赤道，黄线标识经线，白色圆点表示北极，绿色圆点表示南极，这样方便我们根据不同象限，在脑海里面构思具体经纬度
4. 最终效果

加上地球自转的特效

1.   // 创建一个旋转矩阵
2.   Matrix transform = new Matrix();
3.   transform.RotateAt((float)(body.CurrentRotationAngle * 180 / Math.PI), new PointF(x, y));
5.   // 应用旋转矩阵
6.   graphics.Transform = transform;
8.   // 绘制天体纹理
9.   if (body.Name == "Earth")
10.   {
11.       graphics.DrawImage(earthTexture, x - body.Radius, y - body.Radius, body.Radius * 2, body.Radius * 2);
12.   }
13.   else
14.   {
15.       graphics.FillEllipse(new SolidBrush(body.Color), x - body.Radius, y - body.Radius, body.Radius * 2, body.Radius * 2);
16.   }
18.   // 重置变换
19.   graphics.ResetTransform();

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图片素材 https://polyhaven.com/textures
4. 解题思路

四季变化的总结

• 根本原因：地球自转轴的倾斜（约 23.5 度）。
  
• 直接原因：地球在公转过程中，太阳直射点在南北回归线之间移动。
  
• 结果：不同时间段，地球表面接收到的太阳辐射量不同，从而导致温度变化和四季交替。
  

四季变化的原理

由于地球自转轴的倾斜，地球在公转过程中，不同时间段的太阳直射点会发生变化，从而导致四季变化。具体过程如下：
（1）春分和秋分

• 当地球公转到春分（约 3 月 21 日）和秋分（约 9 月 23 日）时，太阳直射点位于赤道。
  
• 此时，全球昼夜几乎等长。
  
• 北半球和南半球的季节相反（例如，北半球是春季，南半球是秋季）。
  

（2）夏至

• 当地球公转到夏至（约 6 月 21 日）时，太阳直射点位于北回归线（北纬 23.5 度）。
  
• 此时，北半球白天最长，夜晚最短，进入夏季；南半球则相反，进入冬季。
  

（3）冬至

• 当地球公转到冬至（约 12 月 22 日）时，太阳直射点位于南回归线（南纬 23.5 度）。
  
• 此时，北半球白天最短，夜晚最长，进入冬季；南半球则相反，进入夏季。
  

有了如图展示发现：
第一题，在四大卫星发射中心中，不仅仅文昌卫星发射中心位于低纬度，其他选项ABC都正确，D错误。
第二题，A,D两项都是错误的！：春分(3.21前后)，秋分(9.23前后)太阳直射在赤道上，惊蛰(3.5)在春分之前，因此这一天太阳直射点仍在南半球，切太阳直射点在向北移动。BC两项：惊蛰（3.5）在春分前，此时太阳直射点仍在南半球，南半球昼长夜短，北半球昼短夜长，且北极圈内部分地区存在极夜现象，B错误，所以选C　　
5. 结束语

最后，预祝各位考公学子，榜上有名！成功上岸！
感谢各位耐心查阅！  由于系统引用文件较多，压缩后源码文件仍然很大，如果有需要源码的朋友，可以微信公众号联系博主，源码可以免费赠予~！如果觉得本篇博文对您或者身边朋友有帮助的，麻烦点个关注！赠人玫瑰，手留余香，您的支持就是我写作最大的动力，感谢您的关注，期待和您一起探讨！再会！

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