3D-Welten mit Python und Panda3D

Spielplatz

Es gibt zwar einige freie Spiele-Engines, doch nicht jede ist leicht zu programmieren. Panda3D vereinfacht durch die Skriptsprache Python den Einstieg, bietet aber auch Potenzial für Profis.

Die Erfinder von Micky Maus und Donald Duck hatten schon einige echte Themenparks gebaut, als sie beschlossen, in die virtuelle Welt des Internet einzusteigen. So begannen die Entwickler im Disney-VR-Studio im Jahr 2000 damit, eigene Software zu schreiben, die sie zum Bau ihres 3D-Online-Spiels Toontown verwenden konnten. Heraus kam Panda3D [1], eine Spiele-Engine, die sich mit der Skriptsprache Python verwenden lässt. 2002 stellte Disney das Paket unter eine freie Lizenz, damit Universitäten sich besser an dem Projekt beteiligen konnten.

Eine Game Engine wie Panda3D nimmt Spieleentwicklern einen Großteil der immer wiederkehrenden Aufgaben ab – so das Laden von Spielfiguren und Sounds, grundlegende Bewegungssteuerung und einiges mehr. Die Programmierung dieser Funktionen in der Sprache C++ gewährleistet die nötige Performance für weitgehend ruckelfreie Darstellung. Anwender der Engine machen von dieser Infrastruktur über Python Gebrauch, das weniger umständlich zu benutzen ist als C++. Grundlegende Python-Kenntnisse vermittelt zum Beispiel die entsprechende LinuxUser-Artikelreihe.

Die Installation der Panda-Engine gestaltet sich einfach – solange Sie über eine RPM- oder DPKG-basierte Distribution verfügen. Dafür finden Sie fertige Pakete auf der Heft-CD. Das Debian-Paket von der Homepage ließ sich auch unter dem neuesten Ubuntu installieren. Zum Funktionieren fehlte nur noch ein symbolischer Link von /usr/lib/libssl.so.0.9.8 auf /usr/lib/libssl.so.0.9.7. Andernfalls müssen Sie den Quellcode selbst kompilieren. Das fällt zwar nicht schwer, dauert aber etwas und setzt so manches Entwicklungspaket voraussetzt, zum Beispiel von OpenSSL und LibTIFF. Zum Übersetzen wechseln Sie ins Verzeichnis panda3d-1.2.3 und rufen makepanda/makepanda.py --everything auf. Ohne den letzten Parameter gestartet, gibt Makepanda die verschiedenen Optionen zur Kompilierung aus. Mehr Informationen zum Installieren bietet die Datei doc/INSTALL-MK.

Modell-Export

Prinzipiell setzen sich Spielewelten aus einfachen geometrischen Elementen zusammen, die realistischer erscheinen, wenn auf ihnen so genannte Texturen liegen – also Bilder echter Gegenstände. Möglichst große Realitätsnähe ist nicht immer das Ziel: So realisiert zum Beispiel Toontown eher einen Comic-artigen Charakter (Abbildung 1). Das ändert aber nichts an der Unterscheidung zwischen Geometrie und Oberflächeneigenschaft bei 3D-Modellen.

Abbildung 1: Disneys Online-Spiel Toontown wurde mit der freien Panda3D-Engine realisiert.

Die Modelle werden üblicherweise in spezialisierten Programmen gezeichnet und dann in ein Format umgewandelt, mit dem die 3D-Engine umgehen kann. Entsprechende Export-Plugins zum Panda3D-Format gibt es für die Windows-Profitools Maya, Softimage XSI und 3DStudio Max. Eine gute Alternative für Heimanwender stellt das Shareware-Programm Milkshape [2] dar, das viele auch zum Editieren von Quake-Modellen verwenden.

Dem Linux-Anwender bieten sich keine Alternativen: Er ist auf das 3D-Program Blender festgelegt. Von Haus aus beherrscht Blender das Panda3D-Format namens Egg nicht. Dafür muss der Anwender eins von drei existiertenden Plugins installieren, die jeweils unterschiedliche Beschränkungen aufweisen. Am weitesten entwickelt ist Chicken [3] vom peruanischen Programmierer Daniel Amthauer. Während dieser Artikel entstand, stellte er die grundlegend überarbeitete und verbesserte Version 1.0a seines Plugins fertig, die nun auch über eine brauchbare Dokumentation verfügt (Abbildung 2).

Abbildung 2: Das Blender-Plugin Chicken exportiert Modelle ins Panda-Format Egg.

Um Chicken zu installieren, entpacken Sie Zip-Datei im Verzeichnis .blender/scripts. Wenn Sie dann Blender starten, finden Sie den Egg-Export unter FileExportChicken.

Welt laden

Für die ersten Schritte mit der 3D-Engine sollen die mitgelieferten Beispieldateien genügen, die sich bei einer Standardinstallation in /usr/share/panda3d/models befinden. Das einfachste Panda3D-Skript lädt ein Modell und zeigt es an (Listing 1). Das Ergebnis dieses kurzen Skripts ist in Abbildung 3 zu sehen.

Zunächst lädt es das grundlegende Python-Modul direct.directbase.DirectStart. Daraufhin steht ein Objekt loader zur Verfügung, das eine Funktion loadModel anbietet, die das Modell schließlich lädt. Wie man sieht, fehlt beim Aufruf die Dateierweiterung .egg, die Engine findet das Modell auch ohne sie.

Die Lade-Funktion gibt ein Python-Objekt zurück, über das sich das geladene Modell im weiteren Programm ansprechen lässt. So verändert die Methode setPos() seine Position im Raum. Die erste Variable steht für die X-Koordinate, dann folgen Y und Z. Analog dazu verändert zum Beispiel setScale() die Größe des Objekts in den drei Dimensionen. Im Panda-Koordinatensystem zeigt aus Benutzersicht X nach rechts, Z nach oben und Y in den Bildschirm hinein.

Listing 1

import direct.directbase.DirectStart
panda = loader.loadModel("models/panda")
panda.reparentTo(render)
panda.setPos(0,30,-5)
run()
Abbildung 3: Ein fertiges Modell stellt Panda3 mit nur fünf Zeilen Python (Listing 1) dar.

Mit der Maus können Sie das Modell jetzt bereits drehen, verschieben und vergrößern. Probieren Sie dazu alle drei Maustasten aus. Die Rotation erscheint Ihnen vielleicht etwas eigenartig. Das liegt daran, dass der Rotationsmittelpunkt sich außerhalb des Modells befindet.

LinuxCommunity kaufen

Einzelne Ausgabe
 
Abonnements
 
TABLET & SMARTPHONE APPS
Bald erhältlich
Get it on Google Play

Deutschland

Ähnliche Artikel

  • Punktgenau
    Häufig gelingt es erst mit einer geeigneten Visualisierung, komplexe Daten und deren Zusammenhänge anschaulich zu machen. Dabei greifen Ihnen Python und mächtige Bibliotheken wie Matplotlib, Bokeh und Pandas hilfreich unter die Arme.
  • Youtube im Eigenbau: Open-Source-Projekt Panda
  • An einem Strang
    IPython Notebook bietet eine nahtlose Integration von Dokument, Programm und Werkzeugen. Damit erleichtert es das gemeinsame Arbeiten erheblich.
  • Ubuntu 12.04 hat einen Namen

    Zur Tradition von Ubuntu-Releases gehört die Benennung der Version durch Ubuntu-Gründer und -Finanzier Mark Shuttleworth.
  • Einfache Architektur
    Spezialmethoden und geschicktes Vererben von Klassenmethoden vereinfachen das Programmieren mit Python drastisch. Unser Workshop zeigt, welche Tricks die Skriptsprache auf Lager hat.
Kommentare

Infos zur Publikation

LU 04/2017: SPEZIAL-DISTRIBUTIONEN

Digitale Ausgabe: Preis € 5,95
(inkl. 19% MwSt.)

LinuxUser erscheint monatlich und kostet 5,95 Euro (mit DVD 8,50 Euro). Weitere Infos zum Heft finden Sie auf der Homepage.

Das Jahresabo kostet ab 86,70 Euro. Details dazu finden Sie im Computec-Shop. Im Probeabo erhalten Sie zudem drei Ausgaben zum reduzierten Preis.

Bei Google Play finden Sie digitale Ausgaben für Tablet & Smartphone.

HINWEIS ZU PAYPAL: Die Zahlung ist ohne eigenes Paypal-Konto ganz einfach per Kreditkarte oder Lastschrift möglich!

Aktuelle Fragen

WLAN lässt sich nicht einrichten
Werner Hahn, 21.03.2017 14:16, 0 Antworten
Dell Latitude E6510, Ubuntu 16.4, Kabelbox von Telecolumbus. Nach Anklicken des Doppelpfeiles (o...
"Mit Gwenview importieren" funktioniert seit openSuse 42.2 nicht mehr
Wimpy *, 20.03.2017 13:34, 2 Antworten
Bisher konnte ich von Digitalkamera oder SD-Karte oder USB-Stick Fotos mit Gwenview importieren....
Ich habe eine awk Aufgabe und bekomme es nicht so Recht hin
Dennis Hamacher, 10.03.2017 18:27, 1 Antworten
Ich hoffe Ihr könnt mir dabei helfen oder mir zeigen wie der Befehl richtig geschrieben wird. Ich...
Unter Linux Open Suse Leap 42.1 einen Windows Boot/ ISO USB Stick erstellen...
Tim Koetsier, 07.03.2017 15:26, 1 Antworten
Hallo, weiß jemand wie ich oben genanntes Vorhaben in die Tat umsetzen kann ? Wäre echt dankba...
Druckertreiber installieren OpenSuse42.1
Tim Koetsier, 07.03.2017 15:22, 1 Antworten
hallo, kann mir BITTE jemand helfen ich verzweifel so langsam. Habe einen Super Toner von Canon...