详解Pygame PyOpenGL

Pygame是一款用Python编写的优秀的2D游戏框架，提供了整个游戏开发过程的各种工具。PyOpenGL则是Python的OpenGL接口，可以让Pygame进行三维图形渲染。

安装Pygame和PyOpenGL

在安装Pygame之前需要先确保你已经安装好了pygame的依赖库sdl，如果sdl没有安装的话，可以在终端中输入以下命令来安装：

sudo apt-get install libsdl1.2-dev libsdl-image1.2-dev libsdl-mixer1.2-dev libsdl-ttf2.0-dev 

接下来，在终端中输入以下命令来安装pygame：

pip install pygame

安装PyOpenGL可以通过以下命令来完成：

pip install pyopengl

使用Pygame

Pygame可以帮助我们创建游戏窗口、处理输入、渲染图形等。下面是一个简单的Pygame示例程序，它创建一个黑色的游戏窗口并且检测玩家是否按下了键盘上的ESC键来退出游戏：

import pygame

pygame.init()

# 设置游戏窗口的大小
screen_width = 500
screen_height = 500

# 创建游戏窗口
screen = pygame.display.set_mode((screen_width, screen_height))

# 游戏循环
while True:
    for event in pygame.event.get():
        # 处理玩家按下的ESC键
        if event.type == pygame.KEYDOWN and event.key == pygame.K_ESCAPE:
            pygame.quit()
            quit()

    # 刷新屏幕，并且设置背景颜色为黑色
    screen.fill((0, 0, 0))
    pygame.display.update()

以上程序中，首先我们导入了pygame模块并完成了初始化。然后我们设置了游戏窗口的大小，并使用pygame.display.set_mode()方法创建游戏窗口。在游戏循环中，我们使用pygame.event.get()方法来获取处理事件列表，这里我们处理了玩家按下ESC键退出游戏的事件。最后我们使用screen.fill()方法来设置背景颜色，并且使用pygame.display.update()方法来更新屏幕。

使用PyOpenGL

PyOpenGL可以让我们使用OpenGL渲染3D图形。下面是一个简单的PyOpenGL示例程序，它创建了一个旋转的立方体：

import pygame
import OpenGL.GL as gl
import OpenGL.GLU as glu

pygame.init()

# 设置窗口大小和标题
screen_width = 500
screen_height = 500
pygame.display.set_mode((screen_width, screen_height), pygame.DOUBLEBUF|pygame.OPENGL)

# 设置透视变换
gl.glMatrixMode(gl.GL_PROJECTION)
glu.gluPerspective(45, (screen_width / screen_height), 0.1, 50.0)

# 创建模型视图矩阵
gl.glMatrixMode(gl.GL_MODELVIEW)
gl.glLoadIdentity()

# 设置旋转角度
angle = 0

# 渲染循环
while True:
    for event in pygame.event.get():
        # 处理退出事件
        if event.type == pygame.QUIT:
            pygame.quit()
            quit()

    # 清空屏幕
    gl.glClear(gl.GL_COLOR_BUFFER_BIT|gl.GL_DEPTH_BUFFER_BIT)

    # 旋转六面体
    gl.glLoadIdentity()
    gl.glTranslatef(0, 0, -5)
    gl.glRotatef(angle, 1, 1, 1)
    gl.glBegin(gl.GL_QUADS)

    # 画上面的面
    gl.glColor3f(1, 0, 0) # 设置颜色为红色
    gl.glVertex3f(1, 1, -1)
    gl.glVertex3f(-1, 1, -1)
    gl.glVertex3f(-1, 1, 1)
    gl.glVertex3f(1, 1, 1)

    # 画下面的面
    gl.glColor3f(1, 1, 0) # 设置颜色为黄色
    gl.glVertex3f(1, -1, 1)
    gl.glVertex3f(-1, -1, 1)
    gl.glVertex3f(-1, -1, -1)
    gl.glVertex3f(1, -1, -1)

    # 画前面的面
    gl.glColor3f(1, 0, 1) # 设置颜色为紫色
    gl.glVertex3f(1, 1, 1)
    gl.glVertex3f(-1, 1, 1)
    gl.glVertex3f(-1, -1, 1)
    gl.glVertex3f(1, -1, 1)

    # 画后面的面
    gl.glColor3f(0, 1, 1) # 设置颜色为青色
    gl.glVertex3f(1, -1, -1)
    gl.glVertex3f(-1, -1, -1)
    gl.glVertex3f(-1, 1, -1)
    gl.glVertex3f(1, 1, -1)

    # 画右面的面
    gl.glColor3f(0, 1, 0) # 设置颜色为绿色
    gl.glVertex3f(1, 1, -1)
    gl.glVertex3f(1, 1, 1)
    gl.glVertex3f(1, -1, 1)
    gl.glVertex3f(1, -1, -1)

    # 画左面的面
    gl.glColor3f(0, 0, 1) # 设置颜色为蓝色
    gl.glVertex3f(-1, 1, 1)
    gl.glVertex3f(-1, 1, -1)
    gl.glVertex3f(-1, -1, -1)
    gl.glVertex3f(-1, -1, 1)

    gl.glEnd()

    # 刷新屏幕
    pygame.display.flip()

    # 更新旋转角度
    angle += 1

在以上示例程序中，我们使用glu.gluPerspective()方法来设置透视变换，并使用gl.glMatrixMode()和gl.glLoadIdentity()方法创建了模型视图矩阵。在渲染循环中，我们使用gl.glClear()方法来清空屏幕，并使用gl.glBegin()方法来开始绘制模型。绘制模型的过程中，我们使用gl.glVertex3f()方法设置模型的顶点，并使用gl.glColor3f()方法设置模型的颜色，最后调用gl.glEnd()方法结束绘制过程。我们使用gl.glRotatef()方法来旋转模型，并调用pygame.display.flip()方法刷新屏幕。最后更新旋转角度angle并再次进入循环。

通过以上的示例程序，我们可以看到Pygame和PyOpenGL在游戏开发和图形渲染方面有着非常强大的作用，不仅可以用来创建简单的2D游戏和图形，还可以用来制作更加复杂的3D游戏和效果。