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>作者: 吳姿瑩
>更新:2022.09.23
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# Lesson03: 安裝Vpython
###### tags: `運動科學模擬` `多元選修` `VPython` `安裝`
## :memo:安裝Python
在google搜尋列上搜尋python，通常第一個網址就是[python官方網址](https://www.python.org/)，目前最新下載版本為3.10.7，請根據自己的硬體設備下載合適的版本。
##### 1. Python下載點: https://www.python.org/downloads/release/python-364/
<a href="https://imgur.com/0KTkkjO"><img src="https://i.imgur.com/0KTkkjO.png" title="source: imgur.com" /></a>
##### 2. 下載合適的版本:(建議下載executable版本)
<a href="https://imgur.com/LNDrl8J"><img src="https://i.imgur.com/LNDrl8J.png" title="source: imgur.com" /></a>
目前VPtyon可使用python 3.8, 3.9, 3.10版本，所以可以選擇3.10.7版本下載。VPython版本舊版Vpython6以及新版VPython7，不同版本語法會有些微不同，這堂課使用版本為VPython 7
:heavy_check_mark:新版：Python 3.X + VPython 7
##### 3. 安裝Python(至下載資料夾中找到Python程式檔)
<a href="https://imgur.com/450Ikt9"><img src="https://i.imgur.com/450Ikt9.png" title="source: imgur.com" /></a>
##### 4. 使用**系統管理員**身分執行(按右鍵執行)
<a href="https://imgur.com/ZVTLpwo"><img src="https://i.imgur.com/ZVTLpwo.png" title="source: imgur.com" /></a>
##### 5. 安裝Python選項
建議勾選視窗中最下方的選項 Add Python 3.6 to PATH，在安裝之後如果要從指令介面執行 Python 時 Windows 才能在 PATH 當中找到對應的指令。
<a href="https://imgur.com/WWqA1cB"><img src="https://i.imgur.com/WWqA1cB.png" title="source: imgur.com" /></a>
##### 6. 安裝中畫面
<a href="https://imgur.com/uUQtCqq"><img src="https://i.imgur.com/uUQtCqq.png" title="source: imgur.com" /></a>
##### 7. 安裝Python成功畫面
<a href="https://imgur.com/HohEdiw"><img src="https://i.imgur.com/HohEdiw.png" title="source: imgur.com" /></a>
## :memo:測試Python
##### 1. 在Windows開始工具列搜尋Python，選取IDLE，開啟和Python 直譯器同時安裝的整合式開發環境。
<a href="https://imgur.com/kUIny9z"><img src="https://i.imgur.com/kUIny9z.png" title="source: imgur.com" /></a>
##### 2.預設會開啟Python Shell，可在這裡輸入指令或程式碼。學程式通常喜歡用 Hello World 當作第一支程式，可在此輸入
```javascript=
print ("hi")
```
按下ENTER後，就會得到輸出hi的字。恭喜得到第一個程式碼 :smile:
<a href="https://imgur.com/HdDteJD"><img src="https://i.imgur.com/HdDteJD.png" title="source: imgur.com" /></a>
##### 3.開啟新檔使用**存檔為.py檔案**，方便以後可以存檔修改。
Python Shell的工具列選取 File -> New File 或按 **Ctrl+N**，輸入程式碼後再按 **Ctrl+S** 存檔，再按下**F5** 執行程式。
<a href="https://imgur.com/rNYnFPi"><img src="https://i.imgur.com/rNYnFPi.png" title="source: imgur.com" /></a>
<a href="https://imgur.com/5rwx9qW"><img src="https://i.imgur.com/5rwx9qW.png" title="source: imgur.com" /></a>
按下**F5** 執行程式，會在Python Shell中顯示結果!
<a href="https://imgur.com/lcZ6WlD"><img src="https://i.imgur.com/lcZ6WlD.png" title="source: imgur.com" /></a>
:::spoiler **學生活動**
1.請為剛剛的第一支程式存檔，並將.py檔放置於***雲端硬碟***
2.剛剛第一支程式碼，請截圖至google classroom作業
:::
## :memo:安裝VPython
在google搜尋列上搜尋VPython，則會找到[VPython網站](https://vpython.org/)，目前VPython 已更新至[VPython 7](https://www.glowscript.org/docs/VPythonDocs/index.html)
- 舊站VPython 6:https://vpython.org/
- 新站VPython 7:https://www.glowscript.org/docs/VPythonDocs/index.html
<a href="https://imgur.com/P8B6bRU"><img src="https://i.imgur.com/P8B6bRU.png" title="source: imgur.com" /></a>
安裝新版使用Python自動安裝對應的VPython。
##### 1. 安裝VPython
在 Windows 開始選單搜尋 Windows PowerShell，並使用**系統管理身分**執行，
<a href="https://imgur.com/oatmR3R"><img src="https://i.imgur.com/oatmR3R.png" title="source: imgur.com" /></a>
##### 2.打開 Windows PowerShell，輸入以下指令
```
pip3 install vpython
```
<a href="https://imgur.com/YuOh1Mj"><img src="https://i.imgur.com/YuOh1Mj.png" title="source: imgur.com" /></a>
##### 3.倘若有**紅字標示Command**，You should consider upgrading via the 'python -m pip install --upgrade pip'，則表示需要更新pip，請在指令列中輸入以下指令
```
python -m pip install --upgrade pip
```
<a href="https://imgur.com/RksIz4Q"><img src="https://i.imgur.com/RksIz4Q.png" title="source: imgur.com" /></a>
##### 4.在安裝一次VPython，在指令列中輸入已下指令
```
pip3 install vpython
```
<a href="https://imgur.com/KwOnBsn"><img src="https://i.imgur.com/KwOnBsn.png" title="source: imgur.com" /></a>
##### 5.最後可更新VPython，，在指令列中輸入已下指令
```
pip3 install vpython --upgrade
```
未來倘若有VPython更新版本，可至Windows PowerShell輸入指令更新即可。
<a href="https://imgur.com/LOrt1kE"><img src="https://i.imgur.com/LOrt1kE.png" title="source: imgur.com" /></a>
## :memo:測試VPython
請下載[測試.py](https://github.com/TzuYingWu/Vpython-demo/blob/1edfa40b917047b5784c0552ba9bbf335664340f/00%20%E5%AE%89%E8%A3%9D%E6%B8%AC%E8%A9%A6/%E5%AE%89%E8%A3%9D.py)，複製程式碼至Python Shell
<a href="https://imgur.com/KbdNmae"><img src="https://i.imgur.com/KbdNmae.png" title="source: imgur.com" /></a>
- 程式碼如下:
```javascript=
from vpython import *
"""
1. 參數設定, 設定變數及初始值
"""
size = 0.1 # 木塊邊長
L = 1 # 地板長度
v = 0.03 # 木塊速度
t = 0 # 時間
dt = 0.01 # 時間間隔
"""
2. 畫面設定
"""
scene = canvas(title="1D Motion", width=800, height=600, x=0, y=0, center=vec(0, 0.1, 0), background=vec(0, 0.6, 0.6))
floor = box(pos=vec(0, 0, 0), size=vec(L, 0.1*size, 0.5*L), color=color.blue)
cube = box(pos=vec(-0.5*L + 0.5*size, 0.55*size, 0), size=vec(size, size, size), color=color.red, v=vec(v, 0, 0))
gd = graph(title="x-t plot", width=600, height=450, x=0, y=600, xtitle="t(s)", ytitle="x(m)")
gd2 = graph(title="v-t plot", width=600, height=450, x=0, y=1050, xtitle="t(s)", ytitle="v(m/s)")
xt = gcurve(graph=gd, color=color.red)
vt = gcurve(graph=gd2, color=color.red)
"""
3. 物體運動部分, 木塊到達地板邊緣時停止執行
"""
while(cube.pos.x <= 0.5*L- 0.5*size):
rate(1000)
cube.pos.x += v*dt
xt.plot(pos = (t, cube.pos.x))
vt.plot(pos = (t, cube.v.x))
t += dt
print("t = ", t)
```
按下**F5**執行動畫，可以看到在網頁會開啟一個畫面，執行程式碼的動畫，即是安裝成功!
<iframe width="560" height="315" src="https://www.youtube.com/embed/GQpnDfmfuVM" title="YouTube video player" frameborder="0" allow="accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture" allowfullscreen></iframe>
## :memo:語法資料庫
學習程式語言需要了解各種程式的語法，可善用查詢、執行，可以得到更多的效果!
VPython語法: https://www.glowscript.org/docs/VPythonDocs/index.html
Python語法:https://python-doc-tw.github.io/library/index.html
台大石明豐教授建置的網站:https://vphysics.ntu.edu.tw//
期待各位可以越寫越順手、越玩越深入!
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