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Python?OpenGL基本配置方式

 更新時間:2022年05月20日 14:34:50   作者:MIPS71  
這篇文章主要介紹了Python?OpenGL基本配置方式,具有很好的參考價值,希望對大家有所幫助。如有錯誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教

OpenGL基本配置方式

參考:http://pyopengl.sourceforge.net

pip 安裝 PyOpenGL

pip install PyOpenGL PyOpenGL_accelerate

測試代碼

from OpenGL.GL import *
from OpenGL.GLU import *
from OpenGL.GLUT import *
 
def init():
    glClearColor(1,1,1,1)
    gluOrtho2D(-1,1,-1,1)
 
def triangle():
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT)
    glColor3f(1,0,0)
    glBegin(GL_TRIANGLES)
 
    glColor3f(1,0,0)
    glVertex2f(-1, -1)
    
    glColor3f(0,1,0)
    glVertex2f(1, -1)
    
    glColor3f(0,0,1)
    glVertex2f(0, 1)
    
    glEnd()
    glFlush()
 
def main():
    glutInit(sys.argv)
    glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB)
    glutInitWindowSize(800,600)
    glutInitWindowPosition(50,50)
    glutCreateWindow("Triangle")
    glutDisplayFunc(triangle)
    init()
    glutMainLoop()
 
if __name__ == '__main__':
    main()

運行結(jié)果,繪制出一個彩色三角形:

Python+OpenGL庫理解及代碼應用

1.讀取off文件

使用工具庫(GLUT)創(chuàng)建 OpenGL 應用程序只需要四步:

(1)初始化glut庫:glutInit()

(2)創(chuàng)建glut窗口:glutCreateWindow('Quidam Of OpenGL')

(3)注冊繪圖的回調(diào)函數(shù): glutDisplayFunc(draw)

(4)進入glut主循環(huán): glutMainLoop()

除了基本組成以外還可以:

(5)設置窗口初始顯示模式:初始化 glut 庫的時候,一般要用 glutInitDisplayMode() 來設置初始的顯示模式。例如:

glutInitDisplayMode(?GLUT_DOUBLE?|?GLUT_ALPHA?|?GLUT_DEPTH)

 (6)初始化畫布

glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0) # 設置畫布背景色。注意:這里必須是4個參數(shù)	
glEnable(GL_DEPTH_TEST)          # 開啟深度測試,實現(xiàn)遮擋關系	
glDepthFunc(GL_LEQUAL)           # 設置深度測試函數(shù)

關于draw()函數(shù)的基本組成:

(1)清除屏幕及深度緩存

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT) 

(2)設置投影

投影設置也是每次重繪都需要的步驟之一。glOrtho() 用來設置平行投影,glFrustum() 用來設置透視投影。這兩個函數(shù)的參數(shù)相同,都是視景體的 left / right / bottom / top / near / far 六個面。視景體的 left / right / bottom / top 四個面圍成的矩形,就是視口。near 就是投影面,其值是投影面距離視點的距離,far 是視景體的后截面,其值是后截面距離視點的距離。far 和 near 的差值,就是視景體的深度。視點和視景體的相對位置關系是固定的,視點移動時,視景體也隨之移動。假設 view 是視景體,width 和 height 是窗口的寬度和高度,在投影變換之前,需要先聲明是對投影矩陣的操作,并將投影矩陣單位化:

glMatrixMode(GL_PROJECTION)   ,含義為選定矩陣為模型-觀察變換 矩陣

OpenGL中的變換命令都是對當前矩陣(當前矩陣為以后圖形變換所要使用的矩陣)進行操作,因此在選定可修#改矩陣后,應首先用glLoadIdentity()命令設置當前操作矩陣為單位矩陣

glMatrixMode(GL_PROJECTION)	
glLoadIdentity()	
if width > height:	
  k = width / height	
  glFrustum(view [0]*k, view [1]*k, view [2], view [3], view [4], view [5])	
else:	
  k = height / width	
  glFrustum(view [0], view [1], view [2]*k, view [3]*k, view [4], view [5])

 (3)設置視點

視點是和視景體關聯(lián)的概念。設置視點需要考慮眼睛在哪兒、看哪兒、頭頂朝哪兒,分別對應著eye, lookat 和 eye_up 三個向量.

gluLookAt(	
       #設置相機在世界坐標系中的位置
       eye[0], eye[1], eye[2], 	
       #相機鏡頭對準的物體在世界坐標系中的位置
       look_at[0], look_at[1], look_at[2],
	   #相機向上的方向在世界坐標系中的方向
       eye_up[0], eye_up[1], eye_up[2]	
   )

(4)設置視口 

視口的大小和尺寸是在窗口坐標系中進行度量的, 默認狀 態(tài)下其坐標原點位于窗口的左下角,其尺寸與窗口的大小 相同

#glViewport(GLint x, Glint y, Glsizei width, Glsizei height)
glViewport(0, 0, width, height)

(5)設置模型變換

模型平移、旋轉(zhuǎn)、縮放等幾何變換,需要切換到模型矩陣:

glMatrixMode(GL_MODELVIEW)	
glLoadIdentity()
#平移操作函數(shù)
glTanslate(x,y,z)
#平移,(x,y,z,1)乘以 N(4x4矩陣)進行矩陣變換
glMultMatrixf(N)
#旋轉(zhuǎn)函數(shù),繞矢量v=(x,y,z)T逆時針方向旋轉(zhuǎn)angle指定的角度。  
glRotate(angle,x,y,z)
#縮放函數(shù)	
glScale(1.0, 1.0, 1.0)

同時使用視圖變換和模型變換,需要先調(diào)用視圖變換函數(shù),后調(diào)用模型變換函數(shù),以保證模型變換首先對物體起作用。

多種變換組合調(diào)用順序 ,寫函數(shù)的時候要注意順序,否則可能不起作用

具體代碼分析

from OpenGL.GL import *
from OpenGL.GLU import *
from OpenGL.GLUT import *
import numpy as np
 
def readOFF():
    file_path = '../off/m1.off'
    f = open(file_path, 'r', encoding='utf-8')
    lines = f.readlines()
    m = []
    n = []
    #把off文件中數(shù)據(jù)按行讀取出來,存儲到列表中,由于邊數(shù)事先看了為0,所以沒遍歷邊,如果邊不為0,記得遍歷,并在后文加上邊的繪制
    for line in lines:
        m.append(line.split())
    for i in range(len(m)):
        #跳過第一行的OFF
        if m[i][0] == 'OFF':
            continue
        #記錄定點數(shù),面片數(shù)和邊數(shù)
        elif i == 1:
            v_cout = int(m[i][0])
            f_count = int(m[i][1])
            e_count = int(m[i][2])
            continue
        #把字符型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為數(shù)值型數(shù)據(jù)
        else:
            for j in range(len(m[i])):
                m[i][j] = float(m[i][j])
            n.append(m[i])
    return v_cout, f_count, e_count, n
 
 
#繪畫模型
def draw():
    global angle
    #讀取OFF文件包含的頂點,面片,邊和off文件存儲數(shù)據(jù)信息
    v_cout, f_count, e_count, n = readOFF()
    # 設置渲染背景
    glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0)
    #清除緩存
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT)
    # 設置投影(透視投影)
    glMatrixMode(GL_PROJECTION)
    glLoadIdentity()
    # 投影變換
    gluPerspective(100, 1, 0.5, 100)
 
    angle += 0.05
    while angle > 360:
        angle -= 360
    glMatrixMode(GL_MODELVIEW)
    glLoadIdentity()
    # 視口變換
    glViewport(100, 100, 500, 500)
    #設置觀察變換
    #設置視點
    gluLookAt(
        -5, 5, 0,
        0, 0, 0,
        0, 1, 0,
    )
    #設置模型變換
    #平移
    glTranslate(1, 1, 0)
    #旋轉(zhuǎn)
    glRotatef(angle, -5, 5, 0)
    # 縮放
    glScalef(5, 5, 5)
 
    for i in range(f_count):
        #獲取頂點個數(shù),和頂點信息
        cout , a, b, c = n[v_cout + i]
        cout, a, b, c=int(cout) ,int(a) ,int(b) ,int(c)
        #得到頂點位置
        a1, a2, a3 = n[a]
        b1, b2, b3 = n[b]
        c1, c2, c3 = n[c]
        #繪制多面體
        glBegin(GL_POLYGON)
        glVertex3f(a1, a2, a3)
        glVertex3f(b1, b2, b3)
        glVertex3f(c1, c2, c3)
        glEnd();
    # 刷新緩存
    glFlush()
 
#關閉窗口
def close(key,x,y):
    if key==b'\x1b':
        glutDestroyWindow(win_id)
 
if __name__ == "__main__":
    angle = 0
    # 初始化glut窗口
    glutInit()
    # 設置窗口顯示模式:RGBA四通道|單緩存|深度
    glutInitDisplayMode(GLUT_RGBA | GLUT_SINGLE | GLUT_DEPTH)
    # 初始化窗口大小
    glutInitWindowSize(1000, 800)
    # 創(chuàng)建窗口
    win_id = glutCreateWindow("CUBE")
    # 設置渲染函數(shù)
    glutDisplayFunc(draw)
    # 設置窗口空閑時函數(shù)
    glutIdleFunc(draw)
    # 開啟深度測試
    glEnable(GL_DEPTH_TEST)
    # 開啟窗口主循環(huán)
    glutMainLoop()

以上為個人經(jīng)驗,希望能給大家一個參考,也希望大家多多支持腳本之家。

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