用Python和Pygame写游戏-从入门到精通（16）

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。

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。

Python

import pygamefrom pygame.locals import *from random import randintclass Star(object): def __init__(self, x, y, speed): self.x = x self.y = y self.speed = speeddef 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()

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importpygame

from pygame.localsimport *

fromrandom importrandint

 

classStar(object):

 

    def__init__(self,x,y,speed):

 

        self.x= x

        self.y= y

        self.speed= speed

 

defrun():

 

    pygame.init()

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

 

    stars= []

 

    # 在第一帧，画上一些星星

    forn inxrange(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)

 

    whileTrue:

 

        forevent inpygame.event.get():

            ifevent.type== QUIT:

                return

            ifevent.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

        forstar instars:

 

            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

 

        defon_screen(star):

            returnstar.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~

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！

Python

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

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fromgameobjects.vector3import *

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。