UPBGE و پایتون: راهنمای کامل بازی‌سازی در Blender با اسکریپت‌نویسی حرفه‌ای

UPBGE چیست و چرا برای پایتون جذاب است؟

UPBGE یک فورک مدرن از Blender Game Engine است که توسعهٔ بازی را مستقیماً در محیط Blender ممکن می‌کند. برای هنرمندان، یعنی مدل‌سازی، انیمیشن و رندر بلادرنگ در یک مکان؛ برای برنامه‌نویسان پایتون، یعنی دسترسی کامل به منطق بازی، ورودی‌ها، فیزیک و تعاملات با اسکریپت‌های خوانا و سریع.

• یکپارچگی: همه‌چیز در یک نرم‌افزار؛ بدون خروج از Blender.
• پایتون-محور: اسکریپت‌ها کنترل کامل منطق و تعاملات را دارند.
• پروتوتایپ سریع: تغییر بده، اجرا کن، نتیجه را همان لحظه ببین.

معماری و گردش‌کار: از Logic Bricks تا اسکریپت‌ها

API پایتون در UPBGE: شروع سریع با نمونه‌کد

در اسکریپت‌های UPBGE معمولاً از bge و bpy استفاده می‌کنید. bge برای اجرای بازی و منطق، bpy برای عملیات مربوط به Blender در حالت ادیت. در حالت اجرای بازی، روی bge.logic، bge.types و bge.events تمرکز کنید.

نمونه: دریافت کنترل و اعمال حرکت

# فایل: scripts/player_controller.py
import bge

def update(cont):
    # دریافت آبجکت متصل به کنترلر
    own = cont.owner
    keyboard = bge.logic.keyboard
    events = bge.events

    speed = 0.08
    turn  = 0.03

    # حرکت رو به جلو/عقب
    if keyboard.events[events.WKEY] == bge.logic.KX_INPUT_ACTIVE:
        own.applyMovement((0, speed, 0), True)
    if keyboard.events[events.SKEY] == bge.logic.KX_INPUT_ACTIVE:
        own.applyMovement((0, -speed, 0), True)

    # چرخش
    if keyboard.events[events.AKEY] == bge.logic.KX_INPUT_ACTIVE:
        own.applyRotation((0, 0, turn), True)
    if keyboard.events[events.DKEY] == bge.logic.KX_INPUT_ACTIVE:
        own.applyRotation((0, 0, -turn), True)

نمونه: مدیریت حالت‌ها و زمان‌بندی

# فایل: scripts/state_manager.py
import bge

class State:
    IDLE = "idle"
    RUN  = "run"
    JUMP = "jump"

def init(cont):
    own = cont.owner
    own["state"] = State.IDLE
    own["cooldown"] = 0.0

def update(cont):
    own = cont.owner
    dt  = bge.logic.getFrameTime()  # زمان فریم
    own["cooldown"] = max(0.0, own.get("cooldown", 0.0) - dt)

    # نمونهٔ سادهٔ تغییر حالت
    if own["state"] == State.IDLE and should_run():
        own["state"] = State.RUN
    elif own["state"] == State.RUN and should_jump(own):
        own["state"] = State.JUMP
        own["cooldown"] = 0.25

def should_run():
    k = bge.logic.keyboard.events
    return k[bge.events.WKEY] == bge.logic.KX_INPUT_ACTIVE

def should_jump(own):
    k = bge.logic.keyboard.events
    return own.get("cooldown", 0.0) == 0.0 and \
           k[bge.events.SPACEKEY] == bge.logic.KX_INPUT_JUST_ACTIVATED

الگوهای حرفه‌ای اسکریپت‌نویسی و سازمان‌دهی کد

• لایه‌بندی منطقی: ورودی، فیزیک، رندر و منطق را در ماژول‌های جداگانه نگه دارید.
• DI سبک: ارجاعات آبجکت‌ها را در init جمع‌آوری و در ساختارهای سبک ذخیره کنید تا هزینهٔ lookup کم شود.
• Update حلقه‌ای: یک نقطهٔ ورود update() با زیربخش‌های کوچک و تست‌پذیر داشته باشید.
• نام‌گذاری سازگار: اسامی اسکریپت‌ها و Properties را با پیشوندهای معنادار (مثل player_) استاندارد کنید.
• رویدادمحور: برای تعاملات کوچک از حسگرها استفاده کنید؛ برای منطق پیچیده جریان را با پایتون مدیریت کنید.

ساختار پیشنهادی پروژه

project/
├─ blend/
│  └─ game_scene.blend
├─ scripts/
│  ├─ core/
│  │  ├─ input.py
│  │  ├─ physics.py
│  │  └─ render.py
│  ├─ gameplay/
│  │  ├─ player_controller.py
│  │  └─ state_manager.py
│  ├─ utils/
│  │  └─ profiling.py
│  └─ main.py
├─ assets/
│  ├─ models/
│  ├─ textures/
│  └─ sounds/
└─ docs/
   └─ tech-notes.md

بهینه‌سازی عملکرد: پایتون سریع برای بازی روان

• کش‌کردن ارجاعات: دسترسی به cont.owner، آبجکت‌ها و لیست‌ها را در init ذخیره کنید.
• کاهش تخصیص: از تاپل‌ها و لیست‌های از پیش‌ساخته برای حرکت/چرخش استفاده کنید.
• فیزیک هوشمند: برخوردهای غیرضروری را با لایه‌ها و ماسک‌ها کم کنید.
• به‌روزرسانی تطبیقی: منطق سنگین را با تایمر یا نرخ فریم کمتر اجرا کنید.
• پروفایلینگ: زمان هر بخش را اندازه‌گیری و گلوگاه‌ها را بر اساس داده اصلاح کنید.

نمونه: پروفایلینگ سبک فریم

# فایل: scripts/utils/profiling.py
import time

class FrameProfiler:
    def __init__(self):
        self.marks = {}

    def mark(self, name):
        self.marks[name] = time.perf_counter()

    def end(self, name):
        t = time.perf_counter() - self.marks.get(name, time.perf_counter())
        return t

# استفاده:
# fp = FrameProfiler()
# fp.mark("input"); handle_input(); dt = fp.end("input")

ابزارها و افزونه‌ها: Debug، پروفایلینگ و اتوماسیون

• Log مرتب: یک ماژول log.py با سطح‌بندی (info/warn/error) برای پیام‌های قابل فیلتر داشته باشید.
• Debug HUD: نمایش FPS، وضعیت بازیکن، شمارندهٔ برخوردها روی صفحه برای عیب‌یابی زنده.
• اتوماسیون Build: اسکریپت‌های ساده برای استخراج و بسته‌بندی منابع به‌صورت تکرارپذیر.
• Versioning: نگه‌داشتن نسخهٔ بازی در Property و ثبت تغییرات برای تست A/B.

نمونه: Debug HUD ساده

# فایل: scripts/utils/hud.py
import bge

def draw_stats(cont):
    own = cont.owner
    fps = int(1.0 / bge.logic.getFrameTime()) if bge.logic.getFrameTime() else 0
    own["debug_text"] = f"FPS: {fps} | State: {own.get('state', '-')}"

انتشار و تست: ساخت باینری و چرخهٔ به‌روزرسانی

• تنظیمات پروژه: آیکون، نام بسته، مسیر اسکریپت‌ها و منابع را استاندارد کنید.
• Build تکرارپذیر: اسکریپت‌های خط فرمان برای ساخت خروجی ویندوز/لینوکس تهیه کنید.
• تست رگرسیون: سناریوهای کنترلی ثابت برای بررسی رفتار پس از هر تغییر.
• Telemetry سبک: ثبت لاگ‌های برون‌خط برای تحلیل کرش‌ها و نرخ فریم.

مقایسه با Unity و Unreal: جایگاه UPBGE

سوالات رایج

جمع‌بندی

UPBGE پلی است میان هنر Blender و منطق پایتون. اگر می‌خواهید سریع ایده بسازید، واکنش‌گرا تست کنید و بدون خروج از فضای آشنا بازی مستقل منتشر کنید، این ترکیب دقیقاً برای شماست. با الگوهای حرفه‌ای، سازمان‌دهی روشن کد و چند ابزار کمکی، می‌توانید از یک پروتوتایپ ساده به یک بازی روان و شسته‌رفته برسید.

آماده‌اید؟ یک پروژه خالی بسازید، اولین اسکریپت پایتون خود را وصل کنید و ببینید چطور ایده‌تان جلوی چشمتان جان می‌گیرد.