[Program with me]用python开发Minecraft | 从底层代码出发 #3_minecraft python代码

1.将每个顶点坐标和颜色送到渲染管线以进行光栅化

        I.位置：shaders\quad.vert（顶点着色器） |  在#version 330 gore下面 但main函数方法上方

layout(location = 0) in vec3 in_position;
layout(location = 1) in vec3 in_color;
 
out vec3 color;

这些代码意味着什么：

这些是glsl也就是opengl的编程语言，执行在GPU上面。

①这一行定义了一个输入变量 in_position，它是一个vec3类型的变量，表示顶点的位置信息。layout(location = 0)指定了这个变量在顶点数组中的位置，即在顶点数组的第0个位置。

②这一行定义了另一个输入变量 in_color，它也是一个vec3类型的变量，表示顶点的颜色信息。layout(location = 1)指定了这个变量在顶点数组中的位置，即在顶点数组的第1个位置。

④这一行定义了一个输出变量 color，它是一个vec3类型的变量，用于将顶点的颜色信息传递给后续的片段着色器阶段。

        II.位置：shaders\quad.vert（顶点着色器），在main函数内部

color = in_color;
gl_Position = vec4(in_position, 1.0);

我做了什么：

①将输入顶点的颜色信息传递给输出变量 color，以便后续的片段着色器使用。

②将输入顶点的位置信息转换为裁剪空间坐标，并赋值给内置的输出变量 gl_Position。这里使用 vec4 类型构造了一个四维向量，将顶点的位置信息 (in_position) 作为其前三个分量，第四个分量设为1.0，以符合OpenGL中的齐次坐标系统。

2.在片段着色器中，定义一个输出变量等价于来自于顶点着色器的颜色值

        I.位置：shaders\quad.frag（片段着色器） | 在version 330 core下面 但main函数上面

layout (location = 0) out vec4 fragColor;
 
in vec3 color;

我做了什么：

①这一行定义了一个输出变量，fragColor，它是一个vec4类型的变量，表示片段的颜色信息。layout (location = 0)指定了这个变量在帧缓冲中的位置，即输出到第0个颜色附件。

③这一行定义了一个输入变量 color，它是一个vec3类型的变量，表示从顶点着色器传递过来的颜色信息。

        II.位置：shaders\quad.frag（片段着色器）| 在main函数内

fragColor = vec4(color, 1.0);

我做了什么：

将输入变量 color 转换为vec4类型，并赋值给输出变量 fragColor。在这里，我们假设输入的颜色信息是vec3类型，因此将其作为vec4的RGB分量，同时将alpha分量设为1.0，以得到最终的片段颜色。

3.在scene.py模块中，创建一个四边形网格实例

        位置：在scene.py类中

from settings import *
from meshes.quad_mesh import QuadMesh
 
 
class Scene:
    def __init__(self, app):
        self.app = app
        self.quad = QuadMesh(self.app)
 
    def update(self):
        pass
 
    def render(self):
        self.quad.render()

我做了什么：

①我从settings模块中引入所有东西

②从meshes包中的quad_mesh模块中引入QuadMesh类

⑤定义了一个Scene类

⑥Scene类的初始化方法

⑦这一行将传入的app参数赋值给self.app属性，以便在类的其他方法中可以访问应用程序的实例。

⑧这一行创建了一个QuadMesh对象，并将应用程序的实例传递给它。然后将创建的QuadMesh对象赋值给self.quad属性，以便在类的其他方法中可以访问。

⑩用于更新场景中的对象。目前这个方法是空的，没有具体的实现。

(13)用于渲染场景中的对象

(14)这一行调用了QuadMesh对象的render方法，用于渲染四边形网格对象。

4.在main.py模块中，引入并应用Scene类

        I.位置：在on_init()方法中，就在self.shader_program = ShaderProgram(self)下面，第32行

self.scene = Scene(self)

我在on_init()方法中实例化了scene类

        II.位置：在update方法内，就在self.shader_program.update()下方，第36行

self.scene.update()

我在update方法内调用scene的update方法

        III.位置：在render内，就在self.ctx.clear(color=BG_COLOR)下方，第44行

self.scene.render()

我在render方法内调用scene的render方法

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然后启动程序，你会看到这样的东西

注意到，这个四边形并非等边四边形，也就是正四边形。因为我没有添加相机视角。

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5.新建两个py模块分别为：camera.py和player.py于根目录下

 6.在settings.py中添加两个camera和player参数

        位置：settings.py内 随便什么位置都可以

# camera
ASPECT_RATIO = WIN_RES.x / WIN_RES.y
FOV_DEG = 50
V_FOV = glm.radians(FOV_DEG)  # 垂直视野 V-FOV
H_FOV = 2 * math.atan(math.tan(V_FOV * 0.5) * ASPECT_RATION)  # 水平视野 H-FOV
NEAR = 0.1
FAR = 2000.0
PITCH_MAX = glm.radians(89)
 
# player
PLAYER_SPEED = 0.005
PLAYER_ROT_SPEED = 0.003
PLAYER_POS = glm.vec3(0, 0, 1)
MOUSE_SENSITIVITY = 0.002

代码解析：

 ②计算了屏幕的宽高比（aspect ratio），通过将屏幕的水平分辨率除以垂直分辨率得到。

③设置了相机的视野角度，50度。

④将视野角度转换为弧度（radians）。

⑤计算了相机的水平视野角度。首先，将垂直视野角度的一半转换为弧度，然后根据屏幕的宽高比来计算水平视野角度。

⑥设置了相机的近裁剪平面的距离

⑦设置了相机的远裁剪平面的距离

⑧设置了相机的最大俯仰角度，单位是弧度

(11)设置了玩家的移动速度

(12)设置了玩家的旋转速度

(13)设置了玩家的初始位置，使用了glm库中的vec3类型表示

(14)设置了鼠标灵敏度，用于控制玩家视角的移动速度