用Python和Pygame写游戏-从入门到精通（17）

最近有些忙，没有更新这个系列，不行啊不行，抓紧更新一篇，这几次可是3D啊3D，多么诱人的词啊……

游戏通常希望营造一个真实的世界，越接近真实越好啊，这样的代入感会很强。在早期，由于硬件的限制，游戏只能提供一些2D的图像，因为这对于电脑绘图是最容易的。还好随着技术发展，现在的显卡已经可以画出很逼真的3D画面了，所以“硬件杀手”游戏层出不穷，贫困游戏迷的噩梦啊。

3D游戏画面

在开开心心的继续之前，是不是有记忆力好的人想起这个系列第一篇里面我说过，pygame不适合做3D，怎么这里又厚颜无耻的开始说3D了？这不是搬石头砸自己的脚么：）这里我要仔细说明一下，所谓3D，说到底就是利用透视原理，在2D的画面上创造出有纵深错觉（说白了也就是近大远小）的画面而已，毕竟，屏幕是平的，怎么可能真的画出距离呢？换句话说，计算机3D的本质还是2D，只不过额外多了很多东西。

在纯pygame中，我们画3D画面就是通过计算在2D图像上画一些大小不一的东西：）

距离的魔法

我们看现实中的东西，和我们看画面上的东西，最大差别在于能感受现实物体的距离。而距离的产生，则是因为我们双眼看到的东西是不同的，两眼交替闭合，你会发现眼前的东西左右移动。一只眼睛则很难正确的判断距离，虽然比上眼睛还是能感觉到远近，但更精细一点，比如很难把线穿过针眼。

我们在3D画面上绘图的时候，就要遵循这个规律，看看下面的代码。

import pygame
from pygame.locals import *
from random import randint

class Star(object):

    def __init__(self, x, y, speed):

        self.x = x
        self.y = y
        self.speed = speed

def run():

    pygame.init()
    screen = pygame.display.set_mode((640, 480)) #, FULLSCREEN)

    stars = []

    # 在第一帧，画上一些星星
    for n in xrange(200):

        x = float(randint(0, 639))
        y = float(randint(0, 479))
        speed = float(randint(10, 300))
        stars.append( Star(x, y, speed) )

    clock = pygame.time.Clock()

    white = (255, 255, 255)

    while True:

        for event in pygame.event.get():
            if event.type == QUIT:
                return
            if event.type == KEYDOWN:
                return

        # 增加一颗新的星星
        y = float(randint(0, 479))
        speed = float(randint(10, 300))
        star = Star(640., y, speed)
        stars.append(star)

        time_passed = clock.tick()
        time_passed_seconds = time_passed / 1000.

        screen.fill((0, 0, 0))

        # 绘制所有的星
        for star in stars:

            new_x = star.x - time_passed_seconds * star.speed
            pygame.draw.aaline(screen, white, (new_x, star.y), (star.x+1., star.y))
            star.x = new_x

        def on_screen(star):
            return star.x > 0

        # 星星跑出了画面，就删了它
        stars = filter(on_screen, stars)

        pygame.display.update()

if __name__ == "__main__":
    run()

import pygame

from pygame.locals import *

from random import randint

class Star(object):

def __init__(self, x, y, speed):

self.x = x

self.y = y

self.speed = speed

def run():

pygame.init()

screen = pygame.display.set_mode((640, 480)) #, FULLSCREEN)

stars = []

# 在第一帧，画上一些星星

for n in xrange(200):

x = float(randint(0, 639))

y = float(randint(0, 479))

speed = float(randint(10, 300))

stars.append( Star(x, y, speed) )

clock = pygame.time.Clock()

white = (255, 255, 255)

while True:

for event in pygame.event.get():

if event.type == QUIT:

return

if event.type == KEYDOWN:

return

# 增加一颗新的星星

y = float(randint(0, 479))

speed = float(randint(10, 300))

star = Star(640., y, speed)

stars.append(star)

time_passed = clock.tick()

time_passed_seconds = time_passed / 1000.

screen.fill((0, 0, 0))

# 绘制所有的星

for star in stars:

new_x = star.x - time_passed_seconds * star.speed

pygame.draw.aaline(screen, white, (new_x, star.y), (star.x+1., star.y))

star.x = new_x

def on_screen(star):

return star.x > 0

# 星星跑出了画面，就删了它

stars = filter(on_screen, stars)

pygame.display.update()

if __name__ == "__main__":

run()

这里你还可以把FULLSCREEN加上，更有感觉。

这个程序给我的画面，发挥一下你的想象，不是一片宇宙么，无数的星云穿梭，近的速度更快，远的则很慢。而实际上看代码，我们只是画了一些长短不同的线而已！虽然很简单，还是用了不少不少python的技术，特别是函数式编程的（小）技巧。不过强大的你一定没问题：）但是pygame的代码，没有任何没讲过的，为什么这样就能有3D的效果了？感谢你的大脑，因为它知道远的看起来更慢，所以这样的错觉就产生了。

理解3D空间

3D空间的事情，基本就是立体几何的问题，高中学一半应该就差不多理解了，这里不多讲了。你能明白下图的小球在(7, 5, 10)的位置，换句话说，如果你站在原点，面朝Z轴方向。那么小球就在你左边7，上面5，前面10的位置。这就够了~

3D坐标

使用3D向量

我们已经学习了二维向量来表达运动，在三维空间内，当然要使用三维的向量。其实和二维的概念都一样，加减缩放啥的，这里就不用三个元素的元组列表先演练一番了，直接祭出我们的gameobjects神器吧！

from gameobjects.vector3 import *
A = Vector3(6, 8, 12)
B = Vector3(10, 16, 12)
print "A is", A
print "B is", B
print "Magnitude of A is", A.get_magnitude()
print "A+B is", A+B
print "A-B is", A–B
print "A normalized is", A.get_normalized()
print "A*2 is", A * 2

from gameobjects.vector3 import *

A = Vector3(6, 8, 12)

B = Vector3(10, 16, 12)

print "A is", A

print "B is", B

print "Magnitude of A is", A.get_magnitude()

print "A+B is", A+B

print "A-B is", A–B

print "A normalized is", A.get_normalized()

print "A*2 is", A * 2

运行一下看看结果吧，有些无趣？确实，光数字没法展现3D的美啊，下一次，让我们把物体在立体空间内运动起来。

>> 用Python和Pygame写游戏-从入门到精通（18）

20 thoughts on “用Python和Pygame写游戏-从入门到精通（17）”

zhangtl 2011/08/08

终于更新了哇持续关注 Panda3D这个用来做3D好像还行吧不过官方的文档比较少

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野草 2011/08/08

学习了~这个应该可以做飞机游戏中的背景~

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xishui Post author2011/08/08

@zhangtl: 哈，其实一开始我是打算写Panda3D的，不过能力有限啊，还是先从简单的开始……

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tangly 2011/08/12

给力啊谢谢

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Zhu 2012/01/26

距离的魔法。。。。。。。。。。。看到这个不知道是不是就是广为流传的距离产生美？？？ o/
很喜欢这类教程希望版主继续更新啊

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pygame 2014/11/02

那个星星的例子有问题啊，那个应该是pygame.QUIT和pygame.KEYDOWN，而不是QUIT和KEYDOWN

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1. xx 2014/11/03
  
  没问题啊，你看看是不是你导入的问题还是Python版本的问题
  
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PulqueDelaRiddlehous 2015/11/09

python2的filter函数返回列表,到python3返回迭代器
所以移植到3要将stars = filter(on_screen, stars)改为stars = list(filter(on_screen, stars))
: )

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1. wlj 2016/10/09
  
  感谢！！
  
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2. 。。 2018/01/08
  
  ……我用的是 stars = [x for x in filter(on_screen, stars)]
  不过话说3.6里面连xrange都没了,要改成range的
  
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pycjava 2017/12/15

那个在第一针加上星星的for循环里，那个xrange是什么？

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1. 学习python 2017/12/21
  
  那个是python2中的，python3中改为range()就可以了
  
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mosey 2018/04/26

想知道，可不可以把一个屏幕里每一颗星星颜色都变为随机啊，我试了一下，只能做到每次运行的时候颜色随机，一个屏幕里的星星颜色还是一样的。。。。

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1. JesmineH 2018/05/15
  
  建立一个新类
  class Star2(object):
  def __init__(self, x, y, speed, color):
  self.x = x
  self.y = y
  self.speed = speed
  self.color = color
  
  Reply ↓
yu 2019/03/28

File “C:/Users/29119/PycharmProjects/firstpro/temp4.py”, line 43, in run
stars = star.append(star)
AttributeError: ‘Star’ object has no attribute ‘append’

这是啥子回事？怎么修改？

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yu 2019/03/28

上面的错了是这个
File “C:/Users/29119/PycharmProjects/firstpro/temp4.py”, line 43, in run
stars.append(star)
AttributeError: ‘filter’ object has no attribute ‘append’

忘告知

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1. bloodish 2019/10/23
  
  stars = filter(on_screen, stars)
  ==>
  stars = list(filter(on_screen, stars))
  
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jack_xy 2020/10/06

新版的python3.X好像不支持gameobject了，好在pygame.math自带Vector3功能，功能和函数大同小异，可以使用。具体大家看下帮助文档就可以了：
from pygame.math import Vector3
help( Vector3)

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距离的魔法

理解3D空间

使用3D向量

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