Python + Ursina设计3D小游戏

Python + Ursina设计3D小游戏

Ursina:一个基于Panda3D的Python游戏引擎,简化了3D游戏开发。

Ursina本身:约5-15 MB。安装Ursina时,pip会自动安装其依赖,包括Panda3D、pygame、numpy等。这些依赖库加起来可能会占用几百MB的磁盘空间。但具体占用空间大小取决于你的系统以及是否已经安装了一些依赖。与传统游戏引擎相比还是比较小的。显著优点是简单易学,Ursina的API设计非常直观,适合初学者快速上手3D游戏开发。可以跨平台,即可在Windows、Mac、Linux上运行。但不适合大型或高性能游戏。

ursina/ 5-15 MB

panda3d/ 200-300 MB

pygame/ 5-10 MB

numpy/ 50-100 MB

其他依赖(psutil等) 10-20 MB

Ursina官方文档和示例:https://www.ursinaengine.org/

安装ursina的命令:pip install ursina

若安装了多个python版本,X.Y代表Python版本,多余的部分舍弃如3.8.1取3.8,3.10.5取3.10,即只取第二个点前的部分。仅安装了一个python版本不需要。还可以使用镜像加速

py -3.12 -m pip install ursina -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

【Python第三方模块(库、包)安装、卸载与查看及常见问题解决 https://blog.csdn.net/cnds123/article/details/104393385

一个Ursina程序通常包括以下步骤:

  1. 导入Ursina库
  2. 创建一个应用实例
  3. 定义游戏中的实体(Entity)
  4. 编写更新逻辑
  5. 运行应用

核心概念

实体(Entity):游戏中的基本对象,可以是3D模型、UI元素等。

模型(Model):3D几何体,如立方体、球体等,也可以加载外部模型文件。

纹理(Texture):贴在模型表面的图片。

颜色(Color):可以用RGB或HSL定义。

变换(Transform):位置(position)、旋转(rotation)、缩放(scale)。

场景(Scene):管理实体和光照等。

着色器(Shader):可以编写自定义GLSL着色器。

动画(Animation):使用内置的动画系统。

粒子系统(ParticleSystem):创建粒子效果。

声音(Audio):播放背景音乐和音效。

坐标系

Ursina使用标准的3D计算机图形坐标系,与Unity一致:

  • X :右(+)/ 左(-)------水平方向
  • Y :上(+)/ 下(-)------垂直方向
  • Z :前(+)/ 后(-)------深度方向

在3D场景中,通常将X-Z平面视为地面,Y轴表示高度。这种坐标系设计让游戏开发更加直观:向前移动时增加Z值,向上跳跃时增加Y值。

参见下图:

三维坐标系统总结表

系统 X 轴方向 Y 轴方向 Z 轴方向
Ursina 右(+ )/ 左(- 上(+ )/ 下(- 前(+ )/ 后(-
Unity 右(+ )/ 左(- 上(+ )/ 下(- 前(+ )/ 后(-
Blender 右(+ )/ 左(- 前(+ )/ 后(- 上(+ )/ 下(-
OpenGL 右(+ )/ 左(- 上(+ )/ 下(- 后(+ )/ 前(-
Unreal Engine 前(+ )/ 后(- 右(+ )/ 左(- 上(+ )/ 下(-

以下是一个使用Ursina创建简单3D场景------一个旋转的立方体的示例代码:

python 复制代码
from ursina import *

app = Ursina()

# 创建一个立方体
cube = Entity(model='cube', color=color.orange, scale=(2,2,2), texture='white_cube')

# 创建一个摄像机,并设置其位置
camera.position = (0, 0, -10)

# 旋转立方体的函数
def update():
    cube.rotation_y += 1    # 绕Y轴(垂直轴)旋转,实现水平旋转效果
    cube.rotation_x += 0.5  # 绕X轴(水平轴)旋转,实现前后翻滚效果

# 添加键盘控制示例
def input(key):
    if key == 'space':
        cube.color = color.random_color()  # 随机颜色
    if key == 'r':
        cube.rotation = (0, 0, 0)  # 重置旋转

app.run()

运行效果:

待续

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