Python开发3D游戏技术探索_python 3d-程序员宅基地
技术标签： 强化学习 3D游戏 Panda3D Python
前端时间导师安排开发一个3D的强化学习环境，其实也就等于开发一个特定场景的游戏。经过一段时间的调研与实践，在这里分享下自己的经验，希望能对你有所帮助。
其实最开始的时候，导师问，能做成3D的么，要是不行的话，2D的也行。TM，当时就是嘴贱，否则也不至于后面几个月愁的头发直掉。
废话不多说，下面开始正文部分。
1.Python能否开发游戏
目前Python语言还是非常流行的，加上做机器学习，基本上也没有别的开发语言的选择，所以在语言的选型上是没有纠结的空间的。
那Python能开发游戏么，答案是肯定的，并且python在开发游戏上，也有不少优秀的游戏的游戏引擎可以使用。首先就是PyGame，老牌的游戏引擎，开发文档齐全，网上教程多，许多python游戏开发书籍都是以PyGame为主体的。还有就是cocos-2d，一款非常好用的游戏引擎，博主以前使用过JS版本的开发过一个游戏，使用其提供的IDE，非常方便，没想到也提供了Python版本。当然还有其他比较流行的引擎，就不在一一赘述了。
我也找到了一个大佬使用python开发的游戏，大家可以参考下，github地址.
哎，上面两款好用的引擎都是开发2D游戏的，心塞，只能继续探索。
2.Python3D游戏引擎
经过调研，主要把目光发在了以下三款引擎上，OpenGL、Pyglet、Panda3D。
2.1 OpenGL
OpenGL(Open Graphics Library)，意为“开放式图形库”，是一个编写2D和3D应用程序的跨平台API。OpenGL 不是一个独立的平台，因此，它需要借助于一种编程语言才能被使用。C / C++ / Python / Java 都可以很好支持 OpengGL。Python版本的OpenGl模块名为PyOpenGL
听着是不是很厉害，也确实很厉害。但是太难了，学习成本过于高了。。在看了几篇介绍文档后，我就放弃了。
参考资料如下，有兴趣的可以看下。
2.2 PyGlet
Pyglet 是一个易于使用但功能强大的库，用于在 Windows、Mac OS 和 Linux 上开发视觉丰富的 GUI 应用程序，如游戏、多媒体等。这个库完全是用 Python 创建的，它支持许多功能，如窗口、用户界面事件处理、操纵杆、OpenGL 图形、加载图像和视频以及播放声音和音乐。
在刚一接触PyGlet，就感觉很棒，很易用，当时也跟着文档做了一个小行星游戏，页面如下：
并且将这个小游戏和Gym进行了整合。
还尝试了加载3D模型，展示如下，当时一度觉得就是他了，可以是后面还是遇到了一些很难解决的问题。
- 跨平台效果不好：我在我自己的电脑、Mac上执行，效果还可以，没有什么不一样的，当我到实验室的电脑上执行相同的代码时，出现了很大的偏差，显示效果很差。
- 一些配套项目停止维护：比如其官方文档上推荐的3D图形渲染引擎RatCave，已经停止了维护了，也没有找到很好地替代的渲染引擎。在开发过程中，Pyglet加载找到的obj模型文件，报错问题始终无法解决（可能是我技术问题），只能加载其提供的一些模型。。。
- 文档过少：在开发过程中，遇到问题，很难找到解决方案，百度搜索的结果基本全是Pyglet入门介绍。简直要崩溃到大哭。
参考文档：PyGlet官方文档。
2.3 Panda3D
当时被Pyglet折磨了一段时间后，便动了换路线的想法。网上看了Panda3D的入门介绍（类似于编程学习中的HelleWorld），哦，这有点意思哦。跟着教程，十几分钟做了简单的场景，截图如下：
感觉很不错，模型的加载、渲染、动画的执行都很便捷，便进行了更深入的了解，开发了一个小Demo，当时心里就大呼：是他是他就是他。。。
在使用Panda3D的过程中，也遇到了相关内容过少的问题。Panda3D虽然技术很强，可以实现很多功能，但是其被设计给有丰富相关经验的人使用的，对于刚入门的小白不是很友好，加上国内的用户实在是少，所以相关的解决方案基本上也是很难找到。还好其开发文档比较全（全英文），根据文档，可以解决入门时的阵痛。
想去BiliBili上找找视频教程，只找了一个博主从Yutubu上下载下来上传的视频，好难啊，英语听力是在是不过关，最后也只能放弃。
不过Panda3D还是很强大的，至少可以解决我所有的需求，虽然过程很痛苦。
参考文档：Panda3D官方文档。
2.4 Unity 3D
没想到吧，还有第四个选择。这个是我在检索信息的时候看到的，Unity 3D开放对Python的支持，并且官方提供了一组用于强化学习的3D环境，Github地址。
经验主义害死人呀，做3D游戏，第一印象想到的就是Unity，但是其官方开发语言是C#，就一直没想到使用他，后悔呀。但是我使用Panda3D已经开发过半，项目时间也很紧张，也就没有时间在选择换技术了。Unity3D for python我还没有尝试，也不知道效果如何，不过背靠Unity这个大树，相信其功能、易用性上应该没什么问题，后面使用过会在进行分享。
3.总结
本文到这就结束了，每个游戏引擎都有自己的优势，我们也是根据不同的使用需求选择合适的技术。后面会分享Panda3D的使用经验，有需要的可以持续关注，有什么疑问，也可以在评论区留言。
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