用Python和Pygame写游戏-从入门到精通（17）

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。

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~

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

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。