3D游戏物理开发引擎Panda3D基础

文章目录

Panda3D场景安排
模型加载
渲染属性
任务
- 任务链
- 事件处理
- 主循环
视角
- 相机
- 阴影
- - 环境灯
  - 方向灯
控制
- key-events
DirectGui
碰撞检测
后续

Panda3D场景安排

Panda3D将其对象存储在场景图中，从本质上讲，这是一个对象的层次结构，称为节点。

给定节点的状态（位置与旋转等状态）与其父级的状态是相对的，例如”0“的表示值表示与其父级位于同一位置。因此，每个节点都会影响其儿童节点及其子女，依次影响儿童节点。

但通常情况下我们不直接操作节点，而是操作”NodePath“,"NodePath"包含对其节点的引用，描述了从根部到有关节点的通过场景图的路线。

模型加载

loader用于加载多种不同类型的对象，包括非动画模型。要加载文件，只需将以下代码添加到__init__中：


loader.loadModel("Models/Misc/environment")

Panda3D 允许不加入后缀名加载模型，加载模型后还需要将其连接到场景图中，通过使其称为NodePath中的一个节点来实现。

通过下列代码，可以将模型简单连接到场景图根部，NodePath由Panda3D自动提供，可在”render“中进行访问


self.environment.reparentTo(render)

在Panda3D中动画模型被称为”Actors“，不通过loader进行加载，而是直接通过实例化进行创建。构造中通过字典传递动画名称和动画文件。act_p3d_chan和a_p3d_chan_run同样为.egg文件。


from direct.actor.Actor import Actorself.tempActor = Actor("Models/PandaChan/act_p3d_chan", {"walk" : "Models/PandaChan/a_p3d_chan_run"})self.tempActor.reparentTo(render)

渲染属性

总的来说，对象的所有属性都可以算是对象的渲染状态。

属性的分配


nodePath.node().setAttrib(attributeObject)

任务

Tasks：应用程序执行时每个帧调用一次的特殊功能。

| 变量 | 目的 |

| ------------ | ---------------------------------------- |

| Task.done | 指定任务已完成并将其从任务管理器中删除。 |

| Task.cont | 下一帧再次执行任务。 |

| Task.again | 再次执行任务，使用与最初指定相同的延迟。 |

**TaskMgr：**Panda3D中所有任务都通过该对象进行处理

添加任务：taskMgr.add(exampleTask, 'MyTaskName')

若要指定参数，可以：taskMgr.add(exampleTask, 'MyTaskName', extraArgs=[a,b,c], appendTask=True)

删除任务：taskMgr.remove('MyTaskName')

任务链

创建


taskMgr.setupTaskChain('chain_name', numThreads = None, tickClock = None,threadPriority = None, frameBudget = None,frameSync = None, timeslicePriority = None)

任务链由其唯一名称识别。重复呼叫设置具有相同任务链名称的TaskChain（）将重新配置同一任务链。

numThreads：指定为此任务链提供服务的线程数。默认值为零，这意味着任务链将由主线程处理。如果将此设置为 1，则将生成一个线程，以正常顺序一次处理链中的所有任务。如果将此设置为高于 1 的某个数字，则将生成多个线程来处理链上的任务。在这种情况下，有些任务可能同时运行，任务排序难以保证。

threadPriority：可选择TP_low，TP_normal，TP_high，TP_urgent。指定了分配给此任务链上的线程的优先级。

frameBudget：允许此任务链每帧运行的最大时间（秒内），设置为 -1 表示无限制（默认值）。

frameSync：设置为True则使任务链与时钟同步。

timeslicePriority：时间优先性，将其设置为True更改优先级的含义，以便某些任务的运行频率降低，与其使用的时间与其优先值成正比。

事件处理

接收事件


from direct.showbase import DirectObjectclass myDirectObject(DirectObject.DirectObject):#无限接收myDirectObject.accept('Event Name', myDirectObjectMethod)#接收一次myDirectObject.acceptOnce('Event Name', myDirectObjectMethod)

忽略事件


#忽略某个事件myDirectObject.ignore('Event Name')#忽略所有事件myDirectObject.ignoreAll()

发送事件


messenger.send('Event Name')

主循环

Panda3D中的主循环通常由run()实现

视角

相机

在Panda3D中，我们所看到的界面视角是以一个"camera"的模块决定的，Panda3D提供了对相机的访问和设置权限，包括一个引用节点路径的变量，即为"camera"。

示例


self.camera.setPos(0, 0, 32)self.camera.setP(-90)

阴影

在Panda3D中，光也是一种节点，其包括多种类型：方向灯、环境灯……

环境灯

环境灯用恒定的光线填充场景，有助于确保未照明区域不会完全变黑、

示例


from panda3d.core import AmbientLightfrom panda3d.core import Vec4ambientLight = AmbientLight("ambient light")ambientLight.setColor(Vec4(0.2, 0.2, 0.2, 1))# 连接到场景中self.ambientLightNodePath = render.attachNewNode(ambientLight)# 设置光的影响节点render.setLight(self.ambientLightNodePath)

方向灯

示例


from panda3d.core import DirectionalLightmainLight = DirectionalLight("main light")self.mainLightNodePath = render.attachNewNode(mainLight)self.mainLightNodePath.setHpr(45, -45, 0)render.setLight(self.mainLightNodePath)

控制

key-events

Panda3D中处理关键事件


# 存储关键信息self.keyMap = {"up" : False,"down" : False,"left" : False,"right" : False,"shoot" : False}def updateKeyMap(self, controlName, controlState):self.keyMap[controlName] = controlStateself.accept("w", self.updateKeyMap, ["up", True])

DirectGui

DirectGui 系统用于在程序中创建按钮、标签、文本条目和帧。所有这些项目都可以用文本、图像和 3D 图形进行装饰。

Panda3D的坐标系中，x轴指示左右方向，y轴指示屏幕内外方向，z轴指示上下方向。

碰撞检测

Panda3D中提供了处理物理碰撞的两个系统：内置碰撞系统和Bullet物理系统

内置碰撞系统有三个主要元素：Traversers, Handlers, and Solids.

Traversers：用于检测各种物理物体的碰撞

Handlers：处理程序当物体碰撞时会发生的事件

Solids：实际的碰撞物体本身

通常我们只能使用一个traverser，并让它检查每次更新的碰撞情况，ShowBase 类提供了一个名为"cTrav"的默认变量：如果您为此变量分配了一个新的traverser，Panda 将自动为您更新它。

示例


from panda3d.core import CollisionTraverserself.cTrav = CollisionTraverser()

Handlers的使用

CollisionHandlerQueue：将碰撞事件存储在队列中，并允许您根据需要访问它们。您还可以对队列进行排序，以便轻松获得第一次碰撞。

CollisionHandlerEvent：每当指定的碰撞发生时，就会引发调用事件

CollisionHandlerPusher：防止指定的固体物体与其他固体物体相交

示例


from panda3d.core import CollisionHandlerPusherfrom panda3d.core import CollisionSphere, CollisionNodeself.pusher = CollisionHandlerPusher()colliderNode = CollisionNode("player")colliderNode.addSolid(CollisionSphere(0, 0, 0, 0.3))collider = self.tempActor.attachNewNode(colliderNode)# 显示碰撞物体collider.show()# 添加为活跃对象base.pusher.addCollider(collider, self.tempActor)base.cTrav.addCollider(collider, self.pusher)

Panda3D 的内置系统不会检查每个对象与所有其他对象，只有程序指定的对象才会进行碰撞检测，其他的对象视为非活跃对象。只有活跃对象能够与其他物体碰撞，非活跃对象仅能被碰撞。

在碰撞中我们还可以指定碰撞响应的维度，否则默认为三维的碰撞响应。


#指定碰撞响应维度为水平self.pusher.setHorizontal(True)

Panda3D就是通过这样的机制创建具有障碍性质的对象。

后续

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