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. 【课程复习】Java Web、框架及项目简单回顾

    JavaEE Day14 Servlet&HTTP&Request&BeanUtils介绍 Servlet类体系结构,两个子抽象类,需要继承HttpServlet而不是Gene ...

  2. 【每日一题】【比较中右,内部比较中右,注意边界带>=】2021年11月2日-搜索旋转排序数组-211102/220211

    [某下标处进行了旋转]整数数组 nums 按升序排列,数组中的值 互不相同 . 在传递给函数之前,nums 在预先未知的某个下标 k(0 <= k < nums.length)上进行了 旋 ...

  3. 监控Kubernetes集群证书过期时间的三种方案

    前言 Kubernetes 中大量用到了证书, 比如 ca证书.以及 kubelet.apiserver.proxy.etcd等组件,还有 kubeconfig 文件. 如果证书过期,轻则无法登录 K ...

  4. Hexo+Gitee免费搭建静态博客

    前言 这是一篇利用 Gitte Pages + hexo 搭建属于自己博客的教程,也是自己这个博客搭建好以后的第一篇文章,搭建的过程中也参考了各路大佬的文章,期间遇到了一些问题,所以写这一篇文章即是记 ...

  5. 开发一个最简单的iOS App

    开发一个最简单的iOS App 大家好,我是孜孜不倦学习的Zhangbeihai. 上月底我组织了[组队学习]TensorFlow 入门课程(中文) ,截至目前有300多同学加入.主要就是 Tenso ...

  6. uniapp(vue)实现点击左侧菜单,右侧显示对应的内容

    <template> <view class="container"> <view class="fication-search" ...

  7. kali安装拼音输入法

    前言 最近使用kali感觉没个中文输入法的很不方便,于是决定装个ibus的拼音输入法 安装方法 1.安装ibus 使用命令apt install ibus ibus-pinyin,注意使用root权限 ...

  8. [深度学习] 经典深度学习模型及其微调(Caffe)总结

    目录 经典模型 Caffe预训练模型 经典模型 LeNet https://blog.csdn.net/kaido0/article/details/53161684 AlexNet https:// ...

  9. HelloGitHub 最受欢迎的开源项目 Top10(2022年)

    再见 2022,你好 2023! HelloGitHub 也随着 2023 年的到来,更新到了第 81 期 开始迈向第 7 个年头啦. 在过去的 2022 年,我们一共发布了 12 期月刊.分享了 5 ...

  10. python基础23 之初识面向对象

    人狗大战 # 编写代码简单实现人打狗 狗咬人的小游戏 """推导步骤1:代码定义出人和狗""" person1 = { 'name': 'j ...