明月当空照，python3D编程初阶：坐标、模型、纹理与光

Panda3D是由迪士尼参与维护的一个3d游戏引擎，本意是面向商业用户的，所以它的性能是很不错的，使用也很方便。Panda3D支持通过c++或python的开发。
安装Panda3D的最好办法就是直接去官方网站（panda3d.org）下载对应的安装包。

3D开发并不难，只是有一些基本概念必须掌握，我们将一边学习3D开发，一般复习天文知识。今天先介绍这几个概念：坐标、模型、纹理与光。

坐标

二维系统中也有坐标，2根轴；3D下当然就是三维坐标，3根轴。panda3D中的坐标原则是屏幕的水平方向是X轴，垂直方向是Z轴，而穿透屏幕的方向是Y轴。这样设计与直接的观感还是接近的，当我们理解面对的是三维物体时，会倾向于把XY屏幕水平放置，而Z轴竖直。

模型

我们先看一个简单的模型：球。
其实球并不简单，一个球是由很多小平面拼接而成的，只是它的观感给人以简单的感觉。
载入一个球的模型，并把它放到世界中显示：

self.moon = loader.loadModel("sphere")
self.moon.reparentTo(render)
self.moon.setPos(0,20,3)

setPos函数，把球放在一个三维坐标上(0,20,3)。为什么放在这里，与相机的默认位置有关，放在这里可以让我们不用动相机就能看到它。相机同样是3D编程的核心概念，我们后面的课程中再讲。
只需这样三行核心代码（完整代码8行），再加上足够的想象力，就可以让我们看到这轮明月了。

纹理

其实只是一个石膏模型，怎么能说它是月亮呢？给它加一个贴图就会好一些。贴图，在3D编程中被称作纹理。

self.moon_tex = loader.loadTexture("moon_1k_tex.jpg")
self.moon.setTexture(self.moon_tex, 1)

这样两行代码，就可以给这个球星加上月亮的纹理。

纹理文件的本身是这样的：

它是按照球形的规则贴在模型上的，这个规则是由模型指定的。制作模型是更加复杂的事，我们先学会怎么用它们就好了。

光

加上纹理之后的月亮，仍然显得不那么立体。我们看到的物体，其实是物体表面的反光形成的。而三维立体的感觉，正是来自三维物体不同位置上反光的差别。前面的例子中没有设置光源，使用了panda3d中默认的光源，那是平淡的背景光，在这样的光线效果下，很难表现出立体效果。
panda3d内置4种光源：

点光源：它的原型是电灯泡，特点是有位置，无方向。
平行光源：它的原型是太阳光，特点是无位置，有方向。
聚光灯光源：它的原型是探照灯，特点是有位置，有方向。
背景光：它的原型是漫反射光，特点是无位置，无方向。

正如我们已经看到的，背景光无法体现立体效果，在3D编程中一般来说只能作为一种补光存在，在没有其它光源照射的地方，靠背景光进行补光。如果没有背景光，看起来就是全黑的，这正好符合我们的天文研究。
让我们把这里最恰当的光源——太阳光加上，再来看看效果。
用下面这三行代码，即可加上平行光：

sunlight = panda3d.core.DirectionalLight('plight')
self.light = render.attachNewNode(sunlight)
render.setLight(self.light)

有了光源，月亮看起来就更加真实了。

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