Python游戏编程：用pygame和panda3d制作2D和3D游戏

Python作为一种高级编程语言，拥有着广泛的应用领域。而游戏开发作为其中之一，也有越来越多的人开始尝试使用Python来制作游戏。本文将介绍两种Python游戏开发的工具——pygame和panda3d，并分别介绍如何使用它们来制作2D和3D游戏。

一、pygame

pygame是一个Python模块，用于开发多媒体应用程序，其中包括2D游戏。它基于SDL库，支持跨平台开发，并且易于学习和使用。下面将介绍如何在pygame中使用Python来制作一个简单的2D游戏。

1. 安装pygame

在开始之前，需要先安装pygame模块。可以使用pip来进行安装，命令如下：

```
pip install pygame
```

2. 创建窗口

在pygame中，使用`pygame.display`来创建和管理游戏窗口。代码如下：

```python
import pygame

pygame.init()

# 创建窗口
screen = pygame.display.set_mode((800, 600))
pygame.display.set_caption("My Game")

# 游戏循环
running = True
while running:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            running = False

    # 填充背景颜色
    screen.fill((255, 255, 255))

    # 更新屏幕
    pygame.display.flip()

# 退出游戏
pygame.quit()
```

上面的代码中，我们创建了一个800x600的游戏窗口，并设置了窗口标题为"My Game"。接着进入到游戏循环，当接收到`pygame.QUIT`事件时，跳出循环，结束游戏。在游戏循环中，我们使用`screen.fill()`来填充背景颜色，并使用`pygame.display.flip()`来更新屏幕。

3. 加载图像

在游戏中，我们需要使用很多的图像资源。在pygame中，使用`pygame.image.load()`来加载图像。代码如下：

```python
import pygame

pygame.init()

# 创建窗口
screen = pygame.display.set_mode((800, 600))
pygame.display.set_caption("My Game")

# 加载图像
player_image = pygame.image.load("player.png")

# 游戏循环
running = True
while running:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            running = False

    screen.fill((255, 255, 255))

    # 绘制图像
    screen.blit(player_image, (0, 0))

    pygame.display.flip()

pygame.quit()
```

上面的代码中，我们加载了一张名为"player.png"的图像，并使用`screen.blit()`将它绘制到屏幕上。

4. 碰撞检测

在游戏中，碰撞检测是一个非常重要的部分。在pygame中，使用`pygame.sprite.collide_rect()`来进行矩形碰撞检测。代码如下：

```python
import pygame

pygame.init()

# 创建窗口
screen = pygame.display.set_mode((800, 600))
pygame.display.set_caption("My Game")

# 加载图像
player_image = pygame.image.load("player.png")
enemy_image = pygame.image.load("enemy.png")

# 创建角色
player_rect = player_image.get_rect()
enemy_rect = enemy_image.get_rect()

# 设置角色初始位置
player_rect.centerx = 400
player_rect.centery = 300
enemy_rect.centerx = 200
enemy_rect.centery = 200

# 游戏循环
running = True
while running:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            running = False

    screen.fill((255, 255, 255))

    # 绘制图像
    screen.blit(player_image, player_rect)
    screen.blit(enemy_image, enemy_rect)

    # 碰撞检测
    if pygame.sprite.collide_rect(player_rect, enemy_rect):
        print("Collision!")

    pygame.display.flip()

pygame.quit()
```

上面的代码中，我们创建了两个角色，一个是玩家，一个是敌人，并设置它们的初始位置。在游戏循环中，我们使用`pygame.sprite.collide_rect()`进行碰撞检测，如果检测到碰撞，就输出一条信息。

二、panda3d

panda3d是一个3D游戏引擎，使用C++编写，但是支持Python作为脚本语言。它有着强大的渲染引擎和物理引擎，并且支持跨平台开发。下面将介绍如何在panda3d中使用Python来制作一个简单的3D游戏。

1. 安装panda3d

在开始之前，需要先安装panda3d引擎。可以在官网上下载并安装，也可以使用pip来进行安装，命令如下：

```
pip install panda3d
```

2. 创建窗口

在panda3d中，使用`ShowBase`类来创建游戏窗口和渲染环境。代码如下：

```python
from direct.showbase.ShowBase import ShowBase

class MyGame(ShowBase):

    def __init__(self):
        ShowBase.__init__(self)

        # 窗口标题
        self.title = "My Game"

        # 创建窗口
        self.win = self.createWindow()

        # 设置窗口标题
        self.win.setTitle(self.title)

        # 游戏循环
        self.taskMgr.add(self.update, "update")

    def update(self, task):
        return task.cont

game = MyGame()
game.run()
```

上面的代码中，我们创建了一个名为`MyGame`的类，在类的构造函数中创建了游戏窗口，并设置了窗口标题。在游戏循环中，我们使用`taskMgr.add()`来添加一个任务，名为"update"，并且每一帧都会执行`update()`函数。在`update()`函数中，我们只是简单地返回`task.cont`，表示任务继续执行。

3. 加载模型

在panda3d中，使用`loader.loadModel()`来加载模型并将其渲染到场景中。代码如下：

```python
from direct.showbase.ShowBase import ShowBase

class MyGame(ShowBase):

    def __init__(self):
        ShowBase.__init__(self)

        # 窗口标题
        self.title = "My Game"

        # 创建窗口
        self.win = self.createWindow()

        # 设置窗口标题
        self.win.setTitle(self.title)

        # 加载模型
        self.player = self.loader.loadModel("player.egg")

        # 在场景中显示模型
        self.player.reparentTo(self.render)

        # 设置模型位置和旋转
        self.player.setPos(0, 0, 0)
        self.player.setHpr(0, 0, 0)

        # 游戏循环
        self.taskMgr.add(self.update, "update")

    def update(self, task):
        return task.cont

game = MyGame()
game.run()
```

上面的代码中，我们加载了一个名为"player.egg"的模型，并使用`reparentTo()`将其显示在场景中。接着设置了模型的位置和旋转。在`update()`函数中，我们还是只是返回了`task.cont`。

4. 添加物理效果

在panda3d中，使用`Bullet`物理引擎来实现物理效果。代码如下：

```python
from direct.showbase.ShowBase import ShowBase
from panda3d.bullet import BulletWorld, BulletSphereShape, BulletRigidBodyNode

class MyGame(ShowBase):

    def __init__(self):
        ShowBase.__init__(self)

        # 窗口标题
        self.title = "My Game"

        # 创建窗口
        self.win = self.createWindow()

        # 设置窗口标题
        self.win.setTitle(self.title)

        # 加载模型
        self.player = self.loader.loadModel("player.egg")

        # 在场景中显示模型
        self.player.reparentTo(self.render)

        # 物理引擎
        self.world = BulletWorld()
        self.world.setGravity((0, 0, -9.81))

        # 创建刚体
        shape = BulletSphereShape(0.5)
        body = BulletRigidBodyNode("Player")
        body.addShape(shape)
        self.world.attachRigidBody(body)

        # 设置刚体属性
        self.player.setPythonTag("BulletBody", body)
        body.setPythonTag("PandaNode", self.player)

        # 设置模型位置和旋转
        self.player.setPos(0, 0, 10)
        self.player.setHpr(0, 0, 0)

        # 游戏循环
        self.taskMgr.add(self.update, "update")

    def update(self, task):
        dt = globalClock.getDt()
        self.world.doPhysics(dt, 10, 1.0/60.0)

        return task.cont

game = MyGame()
game.run()
```

上面的代码中，我们首先引入了`BulletWorld`、`BulletSphereShape`和`BulletRigidBodyNode`类，并创建了一个名为`world`的物理引擎。接着创建了一个刚体，设置了它的物理属性，并使用`setPythonTag()`函数将刚体和模型绑定。在游戏循环中，我们使用`self.world.doPhysics()`来计算物理效果。

总结

本文介绍了两种Python游戏开发的工具——pygame和panda3d，并分别介绍了如何使用它们来制作2D和3D游戏。在pygame中，我们介绍了创建窗口、加载图像和碰撞检测等知识点。在panda3d中，我们介绍了创建窗口、加载模型和添加物理效果等知识点。希望本文能对初学者们有所帮助，让大家更好地掌握Python游戏编程的技能。