Python中不同深度的多个3D对象的透视投影答案

【问题标题】：Perspective projection with multiple 3D objects on different depths in PythonPython中不同深度的多个3D对象的透视投影
【发布时间】：2012-10-09 07:28:16
【问题描述】：

对于我的个人项目，我需要：

生成从 3D 对象到 2D 平面的透视投影（在空间中定义的点上，这将是相机）。
获取透视投影的准确区域/点坐标
生成多个 3D 对象的透视投影，其中一些对象可能位于其他对象之后。
渲染场景（只有一张图像，不会有任何动画，所以不需要实时渲染）。

对于第 1,2 和 4 点，我想我已经找到了一种使用 PyGame 的方法，如下所述： http://codentronix.com/2011/04/21/rotating-3d-wireframe-cube-with-python/

但是对于第 3 点，我有点卡住了，因为即使我可以获得每个对象的透视投影，我怎么知道哪个对象是真正可见的，哪个（完整对象或部分对象）不可见?

我确实需要准确地知道对象的哪些部分可见，哪些部分不可见，因此我的最终目标是拥有一个我的屏幕图像矩阵，其中每个对象的投影区域都清晰定义。

例如，如果矩阵包含我的屏幕图像的所有像素，并且我们有 10 个对象，我们将在没有对象时得到 0，在我们可以看到对象 n1 时得到 1，在对象 n2 可见时得到 2，等等。 .

我必须补充一点，我是一名在 Python 和许多其他语言方面有成就的开发人员，但我之前从未做过任何与游戏相关的开发或渲染开发。

有人可以帮我走上正确的道路吗？

PS：附带问题：如果您还可以指出比 PyGame 更好的透视投影和渲染优化实现，我会非常感兴趣！

【问题讨论】：

我在想也许我应该使用一种算法来处理 2D 空间中的碰撞？但这里的问题是我需要 Z 坐标，它似乎也与 2D 投影点一起返回，但这真的是一个可行的解决方案吗（我对这种游戏的东西真的很陌生）。
你试过 OpenGL 吗？它有一个 Python 包装器 (PyOpenGL)，我在许多项目中都使用它取得了巨大的成功。
如果您有每个对象的透视投影，则进行隐藏表面消除的一种简单方法是将它们拉回前面。如果它们由 3d 多边形组成，您必须以这种方式收集、排序和绘制所有这些。另一种相对简单的方法是使用 Z 缓冲区，它基本上跟踪图像阵列中每个像素位置处显示的表面的 z 值。当然，如果允许您使用 OpenGL 或 Direct3D 之类的东西（并为它们提供包装器），所有这些都可以为您完成，可能在硬件中完成。
感谢您的想法。事实上，我认为我会通过从后向前绘制来消除隐藏表面。我可以使用任何我想要的东西，但我以前从未使用过 OpenGL，因为它是一个低级 API，我认为我很难操作它。当你说我可以在硬件中做到这一点时，你是什么意思？ OpenGL 是否已经具有用于消除隐藏表面的现有功能？
最后我选择了 Panda3D，因为它现在的原型制作速度更快，如果需要性能，我可以稍后切换到直接 OpenGL 交互。其他替代品是 Soya3D、PySoy 或 cgkit，它们都可以使用 Python，但 Panda3D 无疑是其中最先进的引擎。

标签： python 3d rendering projection perspective

【解决方案1】：

我建议将 OpenGL 用于此类任务。学习基本的 OpenGL（这看起来很基础）并不费力。看看here（众所周知的教程）和here（使用 Python、Qt 和 OpenGL 的基本示例）。我认为通过一些努力，这可能需要你一天的时间才能开始。

【讨论】：

感谢您的链接，不认识他们，欢迎他们。但是，这并不能回答真正的问题，所以我只是对你投了赞成票。
仍然很高兴能在链接方面为您提供帮助——值得一读。