安装VPython7

2009我在清华大学出版社出版了一本有关3D图形和游戏的书:Direct3D和XNA游戏开发基础(C#语言版)。那时在windows操作系统编写3D程序和游戏,Direct3D成为事实标准。但2014年微软不再支持XNA。用Direct3D编写3D程序和游戏,仍是程序设计难点。
由于Python的普及,出现了许多使用Python开发3D图形和游戏的模块,例如:panda3D、Ursina Engine、Blender、VPython、PyOpenGL等,相对于Direct3D要容易些。其中VPython专为 3D 入门设计,几行代码即可创建 3D 物体(球体、立方体等)并实现交互(旋转、移动、碰撞),即使对于编程经验有限的人也是如此。可用于编程教学、物理/数学可视化(如天体运动、力学模拟)、3D 空间概念入门等。
无论使用哪种工具实现3D图形和游戏,其目的都是根据透视原理,把3D场景中的3D物体在2D显示器上,显示为具有立体感的平面图形。为实现该目的,首先要将3D场景中的3D物体数字化,称为建模;然后通过世界变换,将所需数字3D物体摆到3D场景中;最后通过视图变换(也称为观察、取景变换)和投影变换,将3D场景中的3D物体在2D显示器上,显示为具有立体感的平面图形。在这个过程中,要模拟自然界的光照,可能还需为不同3D物体增加纹理,还可能需要实现自然界的3D物体透明、雾化、倒影、阴影等效果。传统方法,是用列矩阵代表3D物体在3维笛卡尔坐标系统的坐标,然后用这个列矩阵,和得到世界变换、视图变换和投影变换的变换矩阵,分别相乘,把3D场景中的3D物体在2D显示器上,显示为具有立体感的平面图形。而VPython中,所有3D物体和窗体都是类对象,在创建3D物体对象和窗体类对象时,将提供生成世界变换、视图变换和投影变换的变换矩阵所需参数值,由VPython用这些参数,自动生成世界变换、视图变换和投影变换的变换矩阵,并完成变换。编程者只需知道在创建3D物体对象和窗体类对象时,这些参数的意义和作用,并能正确设置这些参数。用这种方法,隐藏了复杂的图形学细节,但底层仍遵循 3D 图形学的基本原理,极大降低了学习3D的难度。
VPython当前有两个版本:VPython6和VPython7。这里准备安装VPython7。VPython7 有两种使用方法:
第一种:WebVPython 是网络版本,在浏览器中运行,无需安装软件。WebVPython 比 Python更快(有时高达30倍),因为它在运行前被转译为 JavaScript。但是,Web 版本不提供对 Python 模块的访问,例如 numpy、pandas 等。WebVPython 可在浏览器中编写和运行 VPython 程序,并将其存储在云端,还能方便地进行共享。首先必须先访问WebVPython官方网站,需注册后登录。登录后,在网站提供的代码编辑区域写入 VPython 程序。单击 “Run” 或 “运行” 按钮,系统会自动编译并运行输入的 VPython 程序,然后在页面指定区域显示运行结果。访问国外网站有困难。这里

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