Panda3D SDK のインストール，サンプルプログラムの実行（３次元のゲームエンジン）（Python を使用）（Windows 上）

Panda3D は，オープンソースのソフトウェア，３次元ゲーム，可視化，シミュレーションの機能を持つ．

このページでは、3次元のゲームエンジン Panda3D 1.11 SDK (devel 版) のインストールについて説明する．「devel 版」とある通り、リリース前のものを事前に試したいときに使う．

【目次】

Panda3D のダウンロードとインストール
サンプルプログラムを実行してみる
Panda 3D の主要機能
art-gallery.zip の中の .egg 形式ファイル
3次元モデルデータの表示プログラムの例

【サイト内の関連ページ】

Ubuntu での Panda3D のインストール: 別ページ »で説明
Panda3D の機能概要（説明資料）[PDF], [パワーポイント]
３次元のゲームエンジン Panda3D を使ってみる: 別ページ »にまとめている．

先人に感謝．

【関連する外部ページ】 http://www.panda3d.org/download.php?sdk&version=devel

前準備

Python 3.12 のインストール（Windows 上） [クリックして展開]

以下のいずれかの方法で Python 3.12 をインストールする。Python がインストール済みの場合、この手順は不要である。

方法1：winget によるインストール

管理者権限のコマンドプロンプトで以下を実行する。管理者権限のコマンドプロンプトを起動するには、Windows キーまたはスタートメニューから「cmd」と入力し、表示された「コマンドプロンプト」を右クリックして「管理者として実行」を選択する。

winget install --scope machine --id Python.Python.3.12 -e --silent --disable-interactivity --force --accept-source-agreements --accept-package-agreements --override "/quiet InstallAllUsers=1 PrependPath=1 Include_pip=1 Include_test=0 Include_launcher=1 InstallLauncherAllUsers=1"

--scope machine を指定することで、システム全体（全ユーザー向け）にインストールされる。このオプションの実行には管理者権限が必要である。インストール完了後、コマンドプロンプトを再起動すると PATH が自動的に設定される。

方法2：インストーラーによるインストール

Python 公式サイト（https://www.python.org/downloads/）にアクセスし、「Download Python 3.x.x」ボタンから Windows 用インストーラーをダウンロードする。
ダウンロードしたインストーラーを実行する。
初期画面の下部に表示される「Add python.exe to PATH」に必ずチェックを入れてから「Customize installation」を選択する。このチェックを入れ忘れると、コマンドプロンプトから python コマンドを実行できない。
「Install Python 3.xx for all users」にチェックを入れ、「Install」をクリックする。

インストールの確認

コマンドプロンプトで以下を実行する。

python --version

バージョン番号（例：Python 3.12.x）が表示されればインストール成功である。「'python' は、内部コマンドまたは外部コマンドとして認識されていません。」と表示される場合は、インストールが正常に完了していない。

AIエディタ Windsurf のインストール（Windows 上） [クリックして展開]

Pythonプログラムの編集・実行には、AIエディタの利用を推奨する。ここでは、Windsurfのインストールを説明する。Windsurf がインストール済みの場合、この手順は不要である。

winget install --scope machine --id Codeium.Windsurf -e --silent --disable-interactivity --force --accept-source-agreements --accept-package-agreements --custom "/SP- /SUPPRESSMSGBOXES /NORESTART /CLOSEAPPLICATIONS /DIR=""C:\Program Files\Windsurf"" /MERGETASKS=!runcode,addtopath,associatewithfiles,!desktopicon"
powershell -Command "$env:Path=[System.Environment]::GetEnvironmentVariable('Path','Machine')+';'+[System.Environment]::GetEnvironmentVariable('Path','User'); windsurf --install-extension MS-CEINTL.vscode-language-pack-ja --force; windsurf --install-extension ms-python.python --force; windsurf --install-extension Codeium.windsurfPyright --force"

【関連する外部ページ】

Windsurf の公式ページ: https://windsurf.com/

Panda3D 1.11 SDK のインストール

以下の手順を管理者権限のコマンドプロンプトで実行する（手順：Windowsキーまたはスタートメニュー → cmd と入力 → 右クリック → 「管理者として実行」）。
使用する Python のバージョンの確認
```
python --version
```
Panda3d 最新版のインストール
```
python -m pip install panda3d
```

公式版 (1.10.15) のサンプルプログラムをダウンロードし、実行してみる

devel 版なので、サンプルプログラムが同封されていません．公式版 (1.10.15) のサンプルプログラムをダウンロードし、インストールしてみる．

公式版 (1.10.15) のサンプルプログラムをダウンロードし，展開（解凍）する．
https://www.panda3d.org/download/panda3d-1.10.15/panda3d-1.10.15-samples.zip
ball-in-maze を実行してみる
Windows のコマンドプロンプトで，次のコマンドを実行
```
python .\panda3d-1.10.15\samples\ball-in-maze\main.py
```
ゲーム画面が開けば OK．
ボールをゴールまでもっていくなど，遊んでみよう．このゲームは，「玉」と「壁」の衝突に関するデモである

Panda 3D の主要機能

上で準備したサンプルプログラムを使い，次の機能を試してみる

光源と影

Windows のコマンドプロンプトで，次のコマンドを実行
```
python .\panda3d-1.10.15\samples\shadows\basic.py
```
スポットライト，陰影，影が表現できていることを確認する．（見て楽しむ）
もともとのプログラムで，光源を指定している部分は次の通り

テクスチャ

Windows のコマンドプロンプトで，次のコマンドを実行
```
python .\panda3d-1.10.15\samples\bump-mapping\main.py
```
模様やでこぼこが表現できている．（見て楽しむ）. マウス操作で回転できる．ESC キーで終了．

art-gallery.zip の中の .egg 形式ファイル

ダウンロードと展開（解凍）
次のファイルをダウンロードし，展開（解凍）する．
https://www.panda3d.org/download/noversion/art-gallery.zip
サブディレクトリの下に，ファイル名の末尾が「-egg.zip」のファイルがあるので，展開（解凍）する．
展開すると，拡張子 .egg のファイルや画像ファイルなどができることを確認

拡張子 .egg のファイルは 3次元モデルデータ のファイルである．
3次元モデル：形のデータ．拡大，縮小，移動，変形できるから「モデル」
pview コマンドで，3次元モデルデータの表示ができることを確認する．
pview コマンドは，Panda 3D に付属している，3次元モデルデータの表示プログラム．
* .eeg ファイルによっては「灰色」の表示しか出ない場合がある
```
pview ＜ファイル名＞
```
実行例

* マウス操作
- 左ボタンを押しながらマウスを動かす：　視点移動（上下左右）
- 右ボタンを押しながらマウスを動かす：　視点移動（前後）

3次元モデルデータの表示プログラム

Wavefront OBJ 形式ファイルの表示

Wavefront OBJ 形式ファイルを準備する
説明のため Wevefront OBJ形式ファイルを使う．この資料で使用している Wevefront OBJ形式ファイル次からダウンロードできる
- https://www.kkaneko.jp/sample/obj/sample.obj
- https://www.kkaneko.jp/sample/obj/sample.mtl

テキストファイルの中身を次のように書く

import direct.directbase.DirectStart
model = loader.loadModel( "sample.obj" )
model.reparentTo( render )
base.cam.setPos( 0, -500, 0 )
base.cam.lookAt( 0, 0, 0 )

base.run()

テキストファイルを，保存する．
ファイル名は何でもよいが、日本語などの全角文字は避ける．拡張子は「.py」にする．
実行する．
Python プログラムの実行
```
python
```
実行結果例

* マウス操作
- 左ボタンを押しながらマウスを動かす：　視点移動（上下左右）
- 右ボタンを押しながらマウスを動かす：　視点移動（前後）

キーボードの矢印キーによる操作

今度は，キーボードの矢印キーを使うプログラム

今度は、テキストファイルの中身を次のように書く

import direct.directbase.DirectStart
model = loader.loadModel( "sample.obj" )
model.reparentTo( render )
base.cam.setPos( 0, -500, 0 )
base.cam.lookAt( 0, 0, 0 )

def forward( ):
    model.setY( model.getY( ) - 10 )
def backward( ):
    model.setY( model.getY( ) + 10 )
def right( ):
    model.setH( model.getH( ) - 10 )
def left( ):
    model.setH( model.getH( ) + 10 )
base.accept( "arrow_up",  forward )
base.accept( "arrow_down", backward )
base.accept( "arrow_right", right )
base.accept( "arrow_left", left )

base.run()

テキストファイルを，保存する．
ファイル名は何でもよいが、日本語などの全角文字は避ける．拡張子は「.py」にする．
Python プログラムの実行
```
python
```
実行結果例

* マウス操作
- 左ボタンを押しながらマウスを動かす：　視点移動（上下左右）
- 右ボタンを押しながらマウスを動かす：　視点移動（前後）
* キーボードの矢印キーによる操作もできる

Wavefront OBJ 形式ファイルの読み込み

1. 前準備

c:\Program Files\Python38\lib\site-packages\panda3d\models\ を開くと、「.egg.gz」のファイルがあることを確認
これらは 3次元モデルのファイル

「無いよ！」というときは、別のディレクトリを探す。
このディレクトリに、次のファイルをダウンロードする

2. Wavefront OBJ 形式ファイルの読み込み

テキストファイルの中身を次のように書く
テキストエディタを用いてファイルを作成する．

from direct.showbase.ShowBase import ShowBase
from direct.showbase.Loader import Loader

class HelloWorld(ShowBase):

    def __init__(self):
        ShowBase.__init__(self)

        self.scene = self.loader.loadModel("models/environment")
        self.scene.reparentTo(self.render)
        self.scene.setScale(1, 1, 1)
        self.scene.setPos(0, 0, 0)

        self.circle = self.loader.loadModel("models/circle.obj")
        self.circle.reparentTo(self.render)
        self.circle.setScale(1, 1, 1)
        self.circle.setPos(-6, 20, 0)

        self.cone = self.loader.loadModel("models/cone.obj")
        self.cone.reparentTo(self.render)
        self.cone.setScale(1, 1, 1)
        self.cone.setPos(-4, 20, 0)

        self.cube = self.loader.loadModel("models/cube.obj")
        self.cube.reparentTo(self.render)
        self.cube.setScale(1, 1, 1)
        self.cube.setPos(-2, 20, 0)


        self.cylinder = self.loader.loadModel("models/cylinder.obj")
        self.cylinder.reparentTo(self.render)
        self.cylinder.setScale(1, 1, 1)
        self.cylinder.setPos(0, 20, 0)


        self.plane = self.loader.loadModel("models/plane.obj")
        self.plane.reparentTo(self.render)
        self.plane.setScale(1, 1, 1)
        self.plane.setPos(2, 20, 0)


        self.sphere = self.loader.loadModel("models/sphere.obj")
        self.sphere.reparentTo(self.render)
        self.sphere.setScale(1, 1, 1)
        self.sphere.setPos(4, 20, 0)


        self.torus = self.loader.loadModel("models/torus.obj")
        self.torus.reparentTo(self.render)
        self.torus.setScale(1, 1, 1)
        self.torus.setPos(6, 20, 0)

app = HelloWorld()
app.run()

テキストファイルを，保存する．
ファイル名は何でもよいが、日本語などの全角文字は避ける．拡張子は「.py」にする．
実行する．
Windows のコマンドプロンプトを使いたい場合には，次のコマンドを実行する．
```
cd ＜先ほど保存したディレクトリ＞
python hoge.py
```
プリミティブが表示されるので確認する．
マウス操作
- 左ボタンを押しながらマウスを動かす：　視点移動（上下左右）
- 右ボタンを押しながらマウスを動かす：　視点移動（前後）
結果を確認したら，右上の「x」をクリックして終了．

演習問題：上の手順で３次元モデルを表示しなさい．マウス操作も行いなさい．