1. 概述

本文基于Python语言,描述OpenGL的变换

前置知识可参考:

笔者这里不过多描述每个名词、函数和细节,更详细的文档可以参考:

2. 导入GLM

平移、旋转、缩放等变换主要是使用变换矩阵来实现

OpenGL Mathematics(GLM)是一个基于GLSL的只有头文件的C++数学运算库

GLM的GitHub站点为:g-truc/glm: OpenGL Mathematics (GLM) (github.com)

PyGLM是GLM的Python绑定,其API基本一致

PyGLM的GitHub站点为:Zuzu-Typ/PyGLM: Fast OpenGL Mathematics (GLM) for Python (github.com)

PyGLM的PyPi地址为:PyGLM · PyPI

使用pip安装PyGLM:

pip install PyGLM

引入GLM:

import glm

3. 设置变换矩阵

设置一个平移、旋转、缩放的矩阵:

trans = glm.mat4(1.0)
trans = glm.translate(trans, glm.vec3(0.5, -0.5, 0.0)*np.sin(glfw.get_time()))
trans = glm.rotate(trans, glfw.get_time(), glm.vec3(0.0, 0.0, 1.0))
trans = glm.scale(trans, glm.vec3(1.0, 1.0, 0.0)*(np.sin(glfw.get_time())*0.5+0.5))

在顶点着色器中将变换矩阵与坐标结合:

#version 330 core
layout (location = 0) in vec3 aPos;
layout (location = 1) in vec3 aColor;
layout (location = 2) in vec2 aTexCoord; out vec3 ourColor;
out vec2 TexCoord; uniform mat4 transform; void main()
{
gl_Position = transform * vec4(aPos, 1.0);
ourColor = aColor;
TexCoord = aTexCoord;
}

将变换矩阵输入到GPU:

glUniformMatrix4fv(glGetUniformLocation(shader.shaderProgram, 'transform'), 1, GL_FALSE, glm.value_ptr(trans))

如果顺利的话,结果如下:

4. 完整代码

主要文件test.py:

import glfw as glfw
from OpenGL.GL import *
import numpy as np
from PIL.Image import open
import glm as glm import shader as shader glfw.init()
window = glfw.create_window(800, 600, "transformation", None, None)
glfw.make_context_current(window) VAO = glGenVertexArrays(1)
glBindVertexArray(VAO) vertices = np.array([
# ---- 位置 ---- ---- 颜色 ---- - 纹理坐标 -
0.5, 0.5, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 1.0, 1.0, # 右上
0.5, -0.5, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 1.0, 0.0, # 右下
-0.5, -0.5, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, # 左下
-0.5, 0.5, 0.0, 1.0, 1.0, 0.0, 0.0, 1.0, # 左上
])
VBO = glGenBuffers(1)
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO)
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, 8 * vertices.size, vertices, GL_STATIC_DRAW)
glVertexAttribPointer(0, 3, GL_DOUBLE, GL_FALSE, int(8 * 8), None)
glEnableVertexArrayAttrib(VAO, 0)
glVertexAttribPointer(1, 3, GL_DOUBLE, GL_FALSE, int(8 * 8), ctypes.c_void_p(8 * 3))
glEnableVertexArrayAttrib(VAO, 1)
glVertexAttribPointer(2, 2, GL_DOUBLE, GL_FALSE, int(8 * 8), ctypes.c_void_p(8 * 6))
glEnableVertexAttribArray(2) indices = np.array([
0, 1, 3, # first triangle
1, 2, 3 # second triangle
])
EBO = glGenBuffers(1)
glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, EBO)
glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, 8 * indices.size, indices, GL_STATIC_DRAW) image = open('./textures/container.jpg')
texture = glGenTextures(1)
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture)
# 为当前绑定的纹理对象设置环绕、过滤方式
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT)
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT)
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR)
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR)
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB, image.size[0], image.size[1], 0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, image.tobytes())
glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D) shader = shader.Shader("./glsl/test.vs.glsl", "./glsl/test.fs.glsl") while not glfw.window_should_close(window):
glClearColor(0.2, 0.3, 0.3, 1.0)
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT) trans = glm.mat4(1.0)
trans = glm.translate(trans, glm.vec3(0.5, -0.5, 0.0)*np.sin(glfw.get_time()))
trans = glm.rotate(trans, glfw.get_time(), glm.vec3(0.0, 0.0, 1.0))
trans = glm.scale(trans, glm.vec3(1.0, 1.0, 0.0)*(np.sin(glfw.get_time())*0.5+0.5)) shader.use()
glUniformMatrix4fv(glGetUniformLocation(shader.shaderProgram, 'transform'), 1, GL_FALSE, glm.value_ptr(trans)) glBindVertexArray(VAO)
glActiveTexture(GL_TEXTURE0) # 在绑定纹理之前先激活纹理单元
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture)
# glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3)
glDrawElements(GL_TRIANGLES, 6, GL_UNSIGNED_INT, None) glfw.swap_buffers(window)
glfw.poll_events() shader.delete()

顶点着色器test.vs.glsl:

#version 330 core
layout (location = 0) in vec3 aPos;
layout (location = 1) in vec3 aColor;
layout (location = 2) in vec2 aTexCoord; out vec3 ourColor;
out vec2 TexCoord; uniform mat4 transform; void main()
{
gl_Position = transform * vec4(aPos, 1.0);
ourColor = aColor;
TexCoord = aTexCoord;
}

片段着色器test.fs.glsl:

#version 330 core
out vec4 FragColor; in vec3 ourColor;
in vec2 TexCoord; uniform sampler2D texture1;
uniform sampler2D texture2; void main()
{
FragColor = mix(texture(texture1, TexCoord), texture(texture2, TexCoord), 0.2);
}

5. 参考资料

[1]变换 - LearnOpenGL CN (learnopengl-cn.github.io)

[2]glm/manual.md at master · g-truc/glm (github.com)

[3]OpenGL学习笔记三——引入GLM库,实现transform_绿洲守望者的博客-CSDN博客_glm库

[4]OpenGL学习笔记(五)纹理 - 知乎 (zhihu.com)

[5]PyGLM · PyPI

[6]LearnOpenGL-Python/transformations.py at master · Zuzu-Typ/LearnOpenGL-Python (github.com)

基于Python的OpenGL 04 之变换的更多相关文章

  1. 基于python的快速傅里叶变换FFT(二)

    基于python的快速傅里叶变换FFT(二)本文在上一篇博客的基础上进一步探究正弦函数及其FFT变换. 知识点  FFT变换,其实就是快速离散傅里叶变换,傅立叶变换是数字信号处理领域一种很重要的算法. ...

  2. 从Theano到Lasagne:基于Python的深度学习的框架和库

    从Theano到Lasagne:基于Python的深度学习的框架和库 摘要:最近,深度神经网络以“Deep Dreams”形式在网站中如雨后春笋般出现,或是像谷歌研究原创论文中描述的那样:Incept ...

  3. OpenGL 的空间变换(上):矩阵在空间几何中的应用

    在使用 OpenGL 的应用程序中,当我们指定了模型的顶点后,顶点依次会变换到不同的 OpenGL 空间中,最后才会被显示到屏幕上.在变换的过程中,通过使用矩阵,我们更高效地来完成这些变换工作. 本篇 ...

  4. OpenGL 的空间变换(下):空间变换

    通过本文的上篇 OpenGL 的空间变换(上):矩阵在空间几何中的应用 ,我们了解到矩阵的基础概念.并且掌握了矩阵在空间几何中的应用.接下来,我们将结合矩阵来了解 OpenGL 的空间变换. 在使用 ...

  5. 简单理解OpenGL模型视图变换

    前几天学习了OpenGL的绘图原理(其实就是坐标的不停变换变换),看到网上有个比较好的例程,于是学习了下,并在自己感兴趣的部分做了注释. 首先通过glMatrixMode(GL_MODELVIEW)设 ...

  6. Python基于Python实现批量上传文件或目录到不同的Linux服务器

    基于Python实现批量上传文件或目录到不同的Linux服务器   by:授客 QQ:1033553122 实现功能 1 测试环境 1 使用方法 1 1. 编辑配置文件conf/rootpath_fo ...

  7. 基于Python的频谱分析(一)

    1.傅里叶变换  傅里叶变换是信号领域沟通时域和频域的桥梁,在频域里可以更方便的进行一些分析.傅里叶主要针对的是平稳信号的频率特性分析,简单说就是具有一定周期性的信号,因为傅里叶变换采取的是有限取样的 ...

  8. 基于Cocos2d-x学习OpenGL ES 2.0系列——纹理贴图(6)

    在上一篇文章中,我们介绍了如何绘制一个立方体,里面涉及的知识点有VBO(Vertex Buffer Object).IBO(Index Buffer Object)和MVP(Modile-View-P ...

  9. 基于Ubuntu Server 16.04 LTS版本安装和部署Django之(四):安装MySQL数据库

    基于Ubuntu Server 16.04 LTS版本安装和部署Django之(一):安装Python3-pip和Django 基于Ubuntu Server 16.04 LTS版本安装和部署Djan ...

  10. 基于Ubuntu Server 16.04 LTS版本安装和部署Django之(二):Apache安装和配置

    基于Ubuntu Server 16.04 LTS版本安装和部署Django之(一):安装Python3-pip和Django 基于Ubuntu Server 16.04 LTS版本安装和部署Djan ...

随机推荐

  1. 【Java SE】Day10接口、多态

    一.接口 1.概述 是一种引用类型,是方法的集合,内部封装了各种方法 引用类型:数组.类.接口.包装类 2.方法的定义格式 抽象方法:无方法体,子类实现 默认方法: 静态方法:static修饰,可以由 ...

  2. 【每日一题】【List与Array互转】【工具类的使用】2021年12月10日-56. 合并区间

    以数组 intervals 表示若干个区间的集合,其中单个区间为 intervals[i] = [starti, endi] .请你合并所有重叠的区间,并返回一个不重叠的区间数组,该数组需恰好覆盖输入 ...

  3. List排序(降序)

    一.添加一个比较器 点击查看代码 import java.util.Comparator; /** * @Classname ComparatorResultType * @Description 排 ...

  4. python基础之hashilb模块、logging模块

    hashlib加密模块 1.何为加密 将文明数据处理成密文数据 让人无法看懂 2.为什么要加密 保证数据的安全,防止密码泄露 3.如何判断数据是否加密 密文数据的表现形式一般都是一串没有规则的字符串( ...

  5. USB转TTL串口 (CH340 G)

    为什么USB要转TTL串口[1]? 单片机串口基本采用TTL电平. 家用电脑很少有串口,但是有USB接口 USB的电平与TTL电平不兼容. 所以需要将USB电平转化为TTL电平. USB是什么? 接口 ...

  6. Jmeter 函数助手之__time

    接口中需要传入time时,可使用Jmeter 函数助手中的__time函数传入当前时间 格式和参数名称两个字段非必填,当都不填时直接点击生成按钮,得到13位时间戳:按图填写后,得到10位时间戳,获取当 ...

  7. uniapp微信小程序 下拉刷新(上拉请求下一页数据)

    <template>标签中: <view class="" v-if="daShow==1"> <view class=" ...

  8. JavaScript:对象:如何创建对象?

    JS是面向对象的语言,除开基础数据类型,其他所有的数据类型都是对象,包括函数. 如何去理解对象,什么是对象呢? 举个例子,比如我们将日常生活中见到的猫这种动物,抽象成一个类Cat,这里不去谈类是什么概 ...

  9. Linux中的infuxdb安装及数据迁移

    一.安装influxdb 1.更新yum源 cat <<EOF | sudo tee /etc/yum.repos.d/influxdb.repo   [influxdb]   baseu ...

  10. 第k个数【模板题】

    第k个数 给定一个长度为 \(n\) 的整数数列,以及一个整数 \(k\),请用快速选择算法求出数列从小到大排序后的第 \(k\) 个数. 输入格式 第一行包含两个整数 \(n\) 和 \(k\). ...