Python OpenGL基本配置方式

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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）創建 OpenGL 應用程序隻需要四步：

（1）初始化glut庫：glutInit()

（2）創建glut窗口：glutCreateWindow('Quidam Of OpenGL')

（3）註冊繪圖的回調函數： glutDisplayFunc(draw)

（4）進入glut主循環： glutMainLoop()

除瞭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）初始化畫佈

glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0) # 設置畫佈背景色。註意：這裡必須是4個參數	
glEnable(GL_DEPTH_TEST)          # 開啟深度測試，實現遮擋關系	
glDepthFunc(GL_LEQUAL)           # 設置深度測試函數

關於draw()函數的基本組成：

（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。這兩個函數的參數相同，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 是視景體的後截面，其值是後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，並將投影矩陣單位化：

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（當前矩陣為以後圖形變換所要使用的矩陣）進行操作，因此在選定可修#改矩陣後，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 態下其坐標原點位於窗口的左下角，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、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
glTanslate(x,y,z)
#平移，（x,y,z,1）乘以 N（4x4矩陣）進行矩陣變換
glMultMatrixf(N)
#旋轉函數,繞矢量v=(x,y,z)T逆時針方向旋轉angle指定的角度。  
glRotate（angle,x,y,z）
#縮放函數	
glScale(1.0, 1.0, 1.0)

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

多種變換組合調用順序 ，寫函數的時候要註意順序，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文件中數據按行讀取出來，存儲到列表中,由於邊數事先看瞭為0，所以沒遍歷邊，如果邊不為0，記得遍歷，並在後文加上邊的繪制
    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，面片數和邊數
        elif i == 1:
            v_cout = int(m[i][0])
            f_count = int(m[i][1])
            e_count = int(m[i][2])
            continue
        #把字符型數據轉化為數值型數據
        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文件存儲數據信息
    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
    glRotatef(angle, -5, 5, 0)
    # 縮放
    glScalef(5, 5, 5)
 
    for i in range(f_count):
        #獲取頂點個數，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)
    # 創建窗口
    win_id = glutCreateWindow("CUBE")
    # 設置渲染函數
    glutDisplayFunc(draw)
    # 設置窗口空閑時函數
    glutIdleFunc(draw)
    # 開啟深度測試
    glEnable(GL_DEPTH_TEST)
    # 開啟窗口主循環
    glutMainLoop()

以上為個人經驗，希望能給大傢一個參考，也希望大傢多多支持WalkonNet。

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