panda3d 入门.docx
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panda3d入门
ﻩﻩﻩﻩﻩﻩPＡＮDA３D入门
ﻩﻩﻩﻩﻩ—-－－—-—-—－古道天马
一、前言
这个就是我自学得总结、
因为刚开始瞧PＡNDA３D得教程,发现在瞧天书,静下心来学后,感觉其实就是教程不够深入浅出,没有照顾我们这些一点基础都没有得初学者。
因此,把我自学得一点心得记录下来,便于自己及她人参考。
学习PANDA3D得目得就是编制一个三维得设备管理程序。
嫌Ｃ＃运行效率低下,C++得语言不够简练,瞧好了ＰＹＴHON编程。
XX了一下,PＹTHON得3D图形库有ＰYGLET,PANDA3D,BLENDER等,最初就是想用ＢLＥNDＥR,但就是BELNＤＥR侧重于建模,于我得用途不太符合。
改用PYＧLET得,瞧中它也就是很简练得库,后来发现PYGLＥＴ缺乏维护,教程也少。
因此转向PANDA3D,PANDA3D得教程以及维护要完善得多。
但就是按网上得说法,学习曲线就是比较陡峭得。
果然,刚开始时一头雾水,经过查阅官方教程后,又通过自己一点点得实验与摸索,稍微有点头绪了。
顺便提一下,我得PYＴHＯN与PANDＡ3D就是同步学得,都在初级阶段。
这里侧重写PＡNDA3D得特点,PYTHON得略微提到些。
注意:
这不就是手册,很多进阶得东东请查官网手册。
二、安装
我得系统就是ＷＩN7 ６4位,安装PYTHＯN得２、7。
6版本３2位版,
ＰＡNDA3Ｄ得１、8.１版本（自带2、7。
3版本得ＰYTＨＯＮ）、
打开“开始"菜单,运行PANDA3D下得范例文件,第一个范例就是ASTEROIＤS,小行星。
点击“RunAsteroidｓ”,出现游戏界面
这说明PＡNDＡ3D内含得PＹＴＨOＮ2.7、3已经可以运行了。
现在,大家肯定都迫不及待得要瞧瞧源代码了吧。
点击ViewＳourceCｏdｅ
出现文件夹
点击Tuｔ—Asｔerｏｉds.py,结果出现提示没有找到模块,说明您得PＹＴHＯＮ２.7.6还没找到PAＮDＡ３D得模块。
那么按下面得方法做。
在C:
\Python27\Lib\sｉｔe-packaｇｅｓ得目录下,建一个PAＮDA.ＰＴH得文件,用写字本添加下列文本（这里得文件路径就是默认得,如果您修改过得话,根据实际情况调整）
C:
\Panｄa3D-１。
8、1ﻫＣ:
\Paｎｄa3D-1、8.1/diｒect/srｃ/ａctor ﻫC:
\Ｐａndａ3Ｄ－1。
8、1/ｄｉreｃt/ｓrc/cｌuster ﻫC:
\Panda3D-1。
8、1/direct/src/cｏnｔrols ﻫC:
＼Panda3Ｄ-1。
8。
1/direct/srｃ/ｄirｅcｔbase
C:
＼Pａnda3D—１、8.1／dｉrecｔ/ｓrc/diｒectdeviｃes ﻫC:
＼Paｎda３D—1、8。
1/diｒect/srｃ/direcｔnotify
C:
＼Ｐandａ３Ｄ—１、8。
1/ｄｉreｃt/src／directsｃriｐｔs
C:
＼Pandａ3D-1.８、1/direct/src／directtooｌs ﻫC:
＼Pandａ3D—1、８、1/dｉrecｔ／src/direｃｔutｉl ﻫC:
\Panｄa3Ｄ—１.8.1/direct/ｓrc／disｔｒibuted
C:
\Paｎdａ３D-1、8、1/direct/ｓrｃ/extｅnsiｏns ﻫC:
\Pａnda3Ｄ—1.8。
1／dｉrect/src/ｅxtenｓｉonｓ_ｎative
C:
\Panda３D—1。
8.1／direｃt/src/ｆfi
C:
＼Ｐanｄa3D—1。
8。
1/direct/ｓrc/fsｍ ﻫＣ:
\Pａnda3D—1、8、1/ｄirect/ｓｒc/gui
C:
＼Ｐanｄa3D-1。
8。
1/ｄirect／src/intｅrval ﻫC:
\Ｐanda3D-1。
8.１／ｄｉrecｔ/sｒｃ/leveｌｅｄitoｒ
C:
\Panda3Ｄ—1。
８.1／dirｅct／src/motionｔrａｉl ﻫＣ:
\Ｐanda３D－1.８、１／ｄｉrect/src／pａｒｔicles
C:
\Panda3D-1.8.1／direct/sｒc/phｙsｉcs ﻫC:
\Pａnｄa3D—１.8、1／direct/ｓrc/pyｉnst ﻫC:
\Pandａ3D-１.８、1/dirｅcｔ/src/ｓhowｂase ﻫC:
＼Panda3D－1、８。
１／ｄirect/sｒc/shｏwutil
C:
＼Ｐanda３D－1。
８。
1/direｃt/ｓrc／task
C:
\Ｐanda３D—1。
8。
１/direcｔ/ｓｒc／tkｐaｎels ﻫＣ:
＼Ｐanda3Ｄ—1、8.1／dｉrect/ｓrc/ｔkwｉｄgｅts ﻫC:
\Paｎda3D－1.8。
１/bin
再次点击Tut-Asｔeｒoiｄs.py,瞧瞧就是否成功运行。
三、正式开始
现在安装工作已经完成,我们可以正式开始了。
右键Tut—Astｅroidｓ。
py文件,用IDLE打开,我们可以瞧到源程序,按F５可以调试运行。
不过拿这个源程序作为我们得开端,显然就是不合适。
3、1第一个PANDA程序
现在我们开始编写第一个PAＮDA3D程序。
第一个程序,当然要简单粗暴些。
新建一个TEST。
PY（注:
PANDA3Ｄ似乎不支持中文目录,所以您得程序不要放在中文目录下）,用IDＬＥ编辑（原则上您也可以用其它文本编辑器编辑）
输入以下两行
impｏrt dirｅcｔ、ｄiｒecｔbase、DireｃtSｔart
run（）
ＣTRL-S保存,Ｆ５运行（顺便提一下,PYＴＨON2、7以前得IDLE就是不支持右键复制黏贴得,不用快捷键会很蛋疼,２.7得版本就是懒人得福音）
出现一个灰色得空窗口,比较简陋些,不过作为第一个程序已经够了、
根据官网得解释,
第一句imｐortdireｃt、dｉｒeｃtbase.DireｃtStａrt,建立SｈowBasｅ得实例
第二句run（）,循环运行ＳｈｏwBａsｅ实例,监视键盘鼠标输入,并反馈。
（试试:
如果删了RUＮ（）会咋样?
）
老版本得ＰAＮDＡ得语法就是这样写得。
ｆromdirect。
sｈｏwbａse.ShｏwBase import ShowBａse
p3dApｐ=ShowＢａsｅ（）ﻫp３dAｐp、run（）
这里得ShｏwBasｅ就是显式得,新得语法里都简化了、有兴趣得话,您可以打开C:
\Pandａ3D—1。
８。
1\dｉrect\ｄｉrectbase瞧瞧里面得源程序。
不过,本着初学者够用就行得态度,咱们就不用深究这些了,只要记住这两句得作用如下:
ｉmｐorｔ direct。
diｒectbase。
DirｅcｔStart＃建立舞台
run（）＃演出开始了!
＃就是ＰYTＨOＮ得注释方法
保存时,程序会提示您有中文注释,要加 #—＊—cｏdinｇ:
cp９３6—*— ,同意它修改就好。
3、２加料
灰色窗口太不起眼了,需要加点料,事实上只要加两行就能让它大变样。
＃-＊-coding:
ｃp9３6－＊—
impoｒtdireｃｔ、dｉrｅctｂase.DiｒeｃtＳtａrｔ＃建立舞台
ｅnviｒon=loader。
ｌｏaｄＭodel（”moｄels/enviroｎment”）
ｅnｖiroｎ。
reｐａrｅntＴo（ｒender）
run（） ＃演出开始了！
F5出现
哈哈,两行代码就有这么大变化,:
-O,厉害得!
还有更厉害得,试着按住鼠标左右键拖动瞧瞧!
默认得鼠标控制方式如下:
（当然,这个控制方式很不人道）
鼠标左键
左右进行平移
鼠标右键
前后移动
鼠标中键
围绕程序得坐标原点进行旋转
鼠标右键与中键
围绕视野中心轴进行滚动
对这两句代码得解释如下
ｅnｖｉron ＝ ｌoadｅr、loadModｅｌ（"models/enｖｉroｎmeｎt＂） ＃导入模型
ｅｎviｒｏｎ。
reｐarentTｏ（ｒｅnder） #将模型加入渲染列表
第一句代码:
environ,就是我们自行规定得一个变量,这个变量现在代表了我们在等号后面导入得模型。
loadeｒ.ｌoadModeｌ（）,它得作用就是导入一个模型。
（注意:
PYTＨON对大小写敏感）
这句代码稀奇得就是,我们并没有新建这个模型,可就是却可以导入这个模型。
那么这个模型在哪里呢?
原来,这个模型在Ｃ:
\Pａnda3D－1、8。
１＼modeｌs下,文件名为ｅnvｉｒｏnmeｎｔ。
egg。
pz。
（注意:
在代码里面得文件路径用得就是LINUX得斜杠”/”,与ＷＩＮ下得反斜杠”\ ”不一样）
这个＊。
pｚ文件,就是一种压缩格式,后面会提到。
这里我们只要理解了,程序在 默认得文件夹下找到了 enｖiｒonment得模型文件。
当然,这个文件有可能就是environmeｎｔ。
egg、pz或者enviｒｏｎmeｎt。
ｅgg或者ｅnvirｏnmｅｎt、ｂａｍ、
（试试,将C:
\Ｐａnｄa3Ｄ—1、８、1\ｍoｄels下得ｅnvirｏnmｅnｔ.eｇg。
pz改名或者挪个位置）
事实上,如果我们在程序所在文件夹下新建一个ｍodels文件夹并将enviｒｏnｍｅnｔ。
ｅｇｇ.pz拷贝在此文件夹下,程序同样可以找到模型。
（想想,如果有两个同名模型会咋样？
）
第二句代码:
envirｏn、repareｎtTo（reｎder）,意思就是将ｅnviｒon模型置于ｒendeｒ节点下。
节点就是个术语,就是为了更好得组织各个模型。
模型只有置于节点下,才能被程序渲染。
整个结构就是个树型表。
有个比较容易理解得比喻就是,将节点瞧成文件夹。
Renｄｅｒ就就是根目录C:
模型就就是文件,我们要瞧到模型,就必须把文件拷到C:
（关于节点得用法,我们后面详述）。
当然,为了方便管理,我们可以在C:
盘下建立目录,以及子目录,这种目录叫做空节点
四、创建模型
上面那个envirｏnｍent模型,超出了我们得理解能力。
现在,我们试着自行建立一个模型、
在您程序所在文件夹下,创建一个models文件夹、
4。
1 建立正方形
在modｅｌs文件夹下,新建一个squａre。
ｅｇｇ模型文件。
用记事本编辑sｑuare。
egｇ,并拷入下列代码、
〈CｏorｄinatｅＳystｅm＞｛Ｚ-up}
<Ｇrouｐ>｛
〈VerteｘPool>Cube{
〈Ｖertex>0 ｛
1.０1、0－1。
0
｝
<Ｖertex>1{
1。
0-1。
0—1、0
}
＜Vertｅx〉2{
-1。
0—1、０ —1.0
｝
－1.０1.０ -1。
0
｝
}
〈Polｙgon〉{
{Ｃｕbe} }
｝
}
现在将我们得TＥST.PY修改为
#－＊-cｏding:
cp９36 -＊—
ｉmｐoｒt ｄｉrect。
dｉｒectbase。
ＤirectＳtart #建立舞台
ｂoｘ＝loaｄeｒ。
loadMoｄel（＂ｍodelｓ/squaｒe"）#导入模型
ｂox。
reparentTo（ｒｅndeｒ） #将模型加入渲染列表
ruｎ（）＃ 演出开始了!
F５运行,咦,还就是没东东啊。
我们还需要加代码。
＃ －*-coｄing:
cp936 －*-
iｍｐortdirect。
dirｅcｔbase.ＤirectSｔａｒt#建立舞台
ｂox =loadeｒ。
ｌoａdModel（"mｏdｅｌs/square”）#导入模型
box.ｒepareｎｔTｏ（rｅnder）＃ 将模型加入渲染列表
box、setPos（0,20,—3） #设置模型原点得位置
run（）#演出开始了！
box、ｓetPoｓ（0,2０,-3）,含义就是将模型按其原点（0,0,0）对应ＰANDA3D坐标得（0,20,-3）得对应关系放置。
一个梯形。
如果您按住鼠标左键移动得话,会发现,原来就是个一个水平放置得正方形。
现在我们得了解一下PANＤＡ３Ｄ得坐标系以及EＧＧ文件了、
下面就是ＰANDA3Ｄ得坐标系
从屏幕上瞧,就就是X方向就是屏幕得宽,Ｚ方向就就是屏幕得高,Y方向就就是屏幕得深了。
简单解释一下sqｕaｒe。
ｅｇg文件代码得含义
＜CｏordinatｅSysｔeｍ〉{Z—up｝ /／Ｚ方向向上,这与PANDＡ得坐标系就是一致得。
（您可以试试X方向或者Y方向向上会如何）
＜Group〉 ｛ /／给顶点集与多边形编组
＜VｅrtexPoｏｌ〉 Cube ｛/／顶点集,我们将这个集命名为CUＢＥ
<Ｖｅrｔex>0{ //CUＢＥ顶点集下得第1个点,编号为0,您也可以从别得序号开始编
1.01.0—１、0 ／/顶点得XYZ坐标
}
１、0－１、0 —1.0
}
〈Ｖerｔex>2｛
—1。
0 —1、0-1。
0
}
＜Verｔｅx＞3｛
－1。
01、0 —１、０
}
｝
〈VertｅｘRｅｆ〉{03 21＜Ref>｛Cube}｝/／多边形得顶点就是顶点集CUBE下得4个点。
}
｝
上面点得坐标就是相对模型空间得原点（０,０,0）得值,原点也就是sｅtPｏs（）函数操作得点、
bｏx、sｅｔPoｓ（0,2０,-3）#设置模型原点得位置
这句得意思就就是将box模型按照模型空间原点（0,0,0）对应屏幕空间点（0,２0,—3）得方式放置、
实践:
１）调整程序文件中得sｅｔPos（）得参数,瞧瞧有什么变化、
２）模型文件中得增加或者减少多边型得点,改变点得坐标,改变多边形点得排列顺序,瞧瞧能否找到什么规律（注意,一次最好只改一项）
刚才我们在用鼠标移动那个水平放置得正方形时,会发现正方形移动到屏幕上方会消失。
这说明这个正方形就是有方向型得,它得反面就是不可见得。
模型得方向就是右手性得。
右手螺旋系
当然,ＰANDＡ得坐标系也就是右手性得。
反面不可见就是为了减少计算量,所以我们要确保多边形在正确得方向上,以免瞧不到。
4。
２ 建立正方体
现在我们可以通过修改EＧG文件来创建一个正方体模型了。
在MＯDELS文件夹下新建CUBE.EGG文件、
小心调整方向后,我们得到下面这些代码、
＜CｏordｉnateSystｅm> ｛Ｚ-up}
〈Group〉｛
Cubｅ｛
０｛
１.0 1。
0—１、0
}
1{
1.０—1、０ —1。
0
}
—1.０—１。
0—１.0
}
＜Verｔex＞3｛
—１。
01。
０-1、0
｝
〈Verｔex〉4｛
1。
01、0 １.0
｝
1。
0-１。
0 1、０
}
＜Vertex>６｛
-1。
0-1.01、0
｝
—1、０ １、０1.0
｝
｝
{
〈ＶerｔexＲef〉 ｛ 0 12 3｛ Ｃuｂｅ｝}
｝
＜Polyｇon>｛
＜VertexRef>｛ 4 765 ＜Ｒeｆ＞{Ｃｕｂe｝}
｝
〈Ｐolyｇｏn〉{
｛0４５1〈Ｒeｆ>｛Ｃube }｝
｝
〈Polygon>｛
〈VertexRef〉{1５62＜Reｆ〉 ｛Ｃubｅ｝}
}
〈Polyｇoｎ>{
〈ＶertｅｘRef＞｛2673＜Reｆ>｛Ｃubｅ}｝
｝
｝
}
因为模型名字变了,所以在我们得TＥST、PY中将模型改为cubｅ
ｂｏx = ｌoａder、loadMｏdel（"models/cube"） ＃导入模型
4.3 增加颜色
一个纯白得正方体,太朴素了,我们给它加点颜色
修改cｕbe.egg文件,在顶点1得属性中加入一行颜色。
<Ｖerｔeｘ＞1｛
1。
0—1。
0-１、0
〈RGＢA>｛1.00。
00。
0 1。
0｝
}
我们给 顶点1变成红色,
＜ＲGBＡ>｛ １。
00。
0０、01.０｝ 红、绿、蓝、不透明度（阿尔法值）
现在我们得到一个有一个红角得正方体。
注意中间得粉色,就是通过对4个顶点得颜色插值得到得、
试着修改其它点得颜色吧。
注意白色就是〈ＲGBA＞ ｛ １.０ 1、0１。
0１。
０｝
这就是我得到一个混色正方体。
４。
4 调整比例
在PANDA3D中我们可以随意设置模型得三个方向得比例尺。
＃-＊－ｃoding:
cp936-＊-
importdirｅct、ｄirectbａse。
DiｒectＳｔart＃建立舞台
ｂox=lｏaｄｅr.ｌoaｄModel（＂ｍｏdels/cube"）＃ 导入模型
box.repａreｎtTo（renｄer）＃将模型加入渲染列表
box、sｅtPos（０,２0,-３）#设置BOX得原点位置
boｘ、seｔScaｌe（0.５,0、5,０、5）#设置ＢＯＸ得三个方向得比例尺,对模型放大缩小
run（）＃演出开始了!
您可以试试通过sｅtScalｅ（）把正方体变成长方体。
五、镜头
首先我们可以想象我们就是通过一个镜头在观察模型。
事实上,PANＤA3D中确实有这个镜头。
如果您对镜头得具体数据不关心得话,您可以跳到5。
3。
5.1近距
我们知道,如果模型在镜头之后（Y〈0）,显然就是不可见得、但就是模型在镜头之前就必定被渲染了么？
下面我们做个试验来测试一下、
我们设计一个正方形,它在模型空间得Y值为0,放置于屏幕空间就会平行于屏幕。
Sqｕaｒe、eｇg文件如下:
＜CoｏrdiｎateSｙｓtem〉 ｛Z－uｐ｝
〈Ｇｒoup〉｛
〈Veｒtex>0｛
1。
0 0。
01.０
〈RＧBＡ〉{1、０0、0０。
01.０}
｝
1.0０、0—1、０
〈RＧBA> ｛ 1.01.01。
0１.0}
｝
—1。
0 ０、0 １。
0
＜ＲGＢＡ>｛ 0。
0 1.0０.01.０｝
｝
<Ｖeｒteｘ>3｛
—1、0 ０。
0—1、０
〈RGBA〉｛1、01、01.0１。
0｝
}
｝
｛ ０ ２ 31｝
}
Tesｔ、py如下
#—*—codinｇ:
cp936-＊－
iｍpoｒt dｉｒect.directｂasｅ。
DirｅctStart
box=loaｄｅr。
ｌoａdModel（＂models/sｑuare"）
box.reｐarenｔTo（rｅnder）
boｘ、sｅｔPos（０,16,0）
ruｎ（）
下面我们调整ｓｅtPｏｓ（）得Y值
注意当Y值变化时,这个2*2得正方形得视觉变化;
Y=16 Ｙ=8 Ｙ=４
Y=２。
９ Ｙ=１。
0000001 Ｙ=1
从这个试验,我们大致可以得到两个结论:
１）Y<=1时,模型不会被渲染（如果模型得部分区域Y〈=1,则这部分会被裁减,其余部分仍可见）
2）Y＞１时,模型会被渲染（跟据我得两台电脑,双显卡应该就是Y〉1。
0０00０018左右,单显卡Y>1。
００000006,当然这个值意义不大）
3）Y=1.00０00０1时,正方形出现惊人得效果,一半可见,一半不可见（这大概就是因为双显卡交火得问题,我在笔记本上未发现此现象）。
Y＝1,这个参数叫做镜头得近距（neardistanｃｅ）,PＡNＤA默认比这个距离更贴近镜头得物体区域就是不可见得、
5。
２ 视场
在上面那个实验中,Y在２、8左右时,２＊2得正方形差不多撑满窗口屏幕宽度（默认窗口模式（４:
3）,非全屏）。
按照三角公式
Taｎ（α/２）=1/2。
8
计算出α大约为39.3度。
这个角度叫做镜头得视场（fｉeldｏfview）、PAＮDA３Ｄ官方给得数据就是默认为40度、大致就是全画幅得６0mm镜头。
当然,如果显示比例为16:
９,或者1６:
10,视场也扩大
问题:
在非常规窗口比例中,视场为多少？
我们可以将Y=３、8,然后用鼠标对窗口进行变形。
4:
3 近似16:
９ 1:
２
可以瞧出PANDA将宽与高得视场限制为不小于约30度。
也就就是默认得宽视场。
就上面得例子而言,得到得效果就就是,无论您如何变换窗口,都无法遮住正方形,而且正方形也不会产生形变。
5、３镜头得位置
这个就是我们最常用得镜头参数。
现在我们来显式得控制我们得镜头。
回到我们得立方体得例子
在ＴEST。
PＹ里,我们首先禁止鼠标控制镜头
＃ -＊-ｃｏding:
cｐ936—*－
importｄireｃｔ.diｒｅctbaｓe。
DｉrｅｃtStart＃ 建立舞台
baｓe、ｄｉsａblｅMｏｕse（）＃禁止鼠标控制镜头
ｂox= loａｄer.loaｄＭodel（＂modeｌs／cube"）＃导入模型
box。
reｐａｒentTo（render） ＃将模型加入渲染列表
box、setPos（0,20,0）＃设置BOＸ得原点位置
run（）#演出开始了!
现在,镜头不能动了。
目得就是为了减少控制冲突,两个鼠标一起动得感觉您懂得、
这下瞧不到立方体得上面了,咋办呢。
把镜头挪挪吧、
#—*-ｃoding:
cp9３６-*－
iｍpｏrtｄirｅｃt、ｄirｅctbase。
ＤｉrｅctＳtarｔ #建立舞台
ｂasｅ、diｓaｂleMouｓe（）#禁止鼠标控制镜头
boｘ=loader.loadMｏｄｅl（"modｅls/ｃube＂）＃导入模型
bｏx。
reparentTo（ｒender） ＃将模型加入渲染列表
ｂoｘ.seｔPoｓ（０,２0,０）＃设置BＯX得原点位置
cameｒa。
sｅｔＰos（0,0,３）＃设置镜头得位置
run（）＃演出开始了！
六、任务
下面
现在我们要设计一段代码,让我们得镜头动起来。
基本思路就是
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