PyOpenGL全解析 3

資料來源:http://eyehere.net/2011/learn-opengl-3d-by-pyopengl-3/

用PyOpenGL叩開3D的心扉——OpenGL全解析（3）

星期四, 20. 十月2011

第一個PyOpenGL程序

說實話我們OpenGL的基礎還遠遠沒有學完，不過我在說下去大概就不會有人看了，所以，雖然稍稍有些早，開始我們的第一個程序吧。

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from OpenGL.GL import * from OpenGL.GLU import * from OpenGL.GLUT import * def drawFunc():     glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT)     #glRotatef(1, 0, 1, 0)     glutWireTeapot( 0.5 )     glFlush() glutInit() glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGBA) glutInitWindowSize( 400 , 400 ) glutCreateWindow( "First" ) glutDisplayFunc(drawFunc) #glutIdleFunc(drawFunc) glutMainLoop()

結果如上圖，雖然很短，相信這裡面很多函數大家會覺得陌生，不要緊，這些代碼是每個程序中都需要的，基本看兩個就OK了，下面來詳細說明一下。

先把註釋的兩個函數給無視了，看看一開始三行的導入，OpenGL一開始是以C寫成的，所以OpenGL的程序中繪圖的代碼也是一大堆的函數，沒有什麼對像類的，所以我們把相關函數全部倒入，雖然這有些污染環境的感覺和Python的設計機理有些不符，不過這麼多年都過來了：），而且OpenGL中的函數都是有前綴的，問題也不大。

OpenGL函數的命名規則

一般的函數命名如下：

<前綴><根函數><參數數目><參數類型>

前綴有gl、glu、aux、glut、wgl、glx、agl等等，分別表示該函數屬於OpenGL那個開發庫等。所謂開發庫，要知道原生的OpenGL是跨平台的，跨平台意味著很多功能是無法實現的，比如說Windows和X-Window的窗口實現機制是不同的，OpenGL並不關心這些東西，只管畫圖。所以，OpenGL並沒有窗口函數，比如無法創建窗口，無法獲得輸入……這些東西都需要其他的函數庫來實現。我們可以用我之前講述的Pygame來創建窗口，然後用PyOpenGL來繪圖，不過咱不能要求每個看PyOpenGL教程的朋友都先看一遍Pygame教程（這樣就是強買強賣了不是），所以這裡就用OpenGL常用的工具函數庫來實現。

我們主要使用兩種，一個是GLU庫，它提供了比較基礎的命令的封裝，可以很簡單的實現比較多的複雜功能；而另外一個就是GLUT，glut是不依賴於窗口平台的OpenGL工具包，目的是隱藏不同窗口平台API的複雜度，提供更為複雜的繪製功能，我們會大量的使用它。

參數數和參數函數就很好理解了，有點像匈牙利命名法，f說明是個float，i說明是int等等。對Python來說可能不是很重要，不過還是要說明一下，OpenGL函數有d(double)的版本，C/C++語言一般默認浮點數就是double，使用d版本函數可能會顯得比較簡單，但是我們不推薦。因為OpenGL內部數據都是以float的形式存放的，如果使用double會對性能有一定的影響。

舉個例子，glColor3f()表示了該函數屬於gl庫，參數是三個float型參數指針。類似的函數還有glColor3i，glColor4f等，我們用glColor*()來表示這一類函數。

初始化窗口

11~17行基本也是固定的，

glutInit()是用glut來初始化OpenGL的，所有的問題都交給這個函數吧，基本不用管，雖說可以接受參數的，基本無用。

glutInitDisplayMode(MODE)非常重要，這裡告訴系統我們需要一個怎樣顯示模式。至於其參數GLUT_RGBA就是使用(red, green, blue)的顏色系統。有沒有寫錯？這裡有個A啊，不應該是(red, green, blue, alpha)麼？大概是歷史原因，GLUT_RGBA和GLUT_RGB是其實是等價的（坑爹啊），要想實現Alpha還得用其他的參數。而GLUT_SINGLE意味著所有的繪圖操作都直接在顯示的窗口執行，相對的，我們還有一個雙緩衝的窗口，對於動畫來說非常合適。看看用Python和Pygame寫遊戲-從入門到精通（3）有些說明。

glutInitWindowSize(400, 400)這個函數很容易理解，設置出現的窗口的大小。實際上還有個glutInitWindowPosition()也很常用，用來設置窗口出現的位置。

glutCreateWindow(“First”)，一旦調用了，就出現一個窗口了，參數就是窗口的標題。

glutDisplayFunc(func)是glut非常討人喜歡的一個功能，它註冊了一個函數，用來繪製OpenGL窗口，這個函數里就寫著很多OpenGL的繪圖操作等命令，也就是我們主要要學習的東西。

glutMainLoop()，主循環，一旦調用了，我們的OpenGL就一直運行下去了。和很多程序中的主循環一樣，不停的運行，畫出即時的圖像，處理輸入等。

繪圖

看看drawFunc裡的幾句話，這裡是實際繪圖的函數。

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT)是把先前的畫面給清除，這基本是定律，每次重繪之前都要把原來的畫面擦除，否則疊加起來什麼都看不出了。glClear一看就知道是OpenGL原生的命令，而參數就是指明要清除的buffer。大家一定會有疑問，我們清除，不就是清除屏幕上的畫面麼，為什麼還要指定？OpenGL的博大精深這裡就體現出來了，buffer不僅僅有我們看到的那個GL_COLOR_BUFFER_BIT，OpenGL中還有其他的buffer類型，我們會在後面的章節講到。

glutWireTeapot(0.5)是glut提供的繪製猶他茶壺的工具函數，茶壺還是相當複雜的一個幾何體，用這個函數一下子就畫出來了，不過基本也就演示用用。這裡是用的線模型，因為沒有說光照和材質，如果glutSolidTeapot()畫出來就成紙片兒了。

glFlush()似乎不用多說，畫了那麼多，自然要刷新一下顯示。不過，這裡的刷新不僅僅是屏幕上的更新，實際上，它是處理OpenGL的渲染流水線，讓所有排隊中的命令得到執行。OpenGL的渲染流水線是一個很重要的概念，不過這裡暫時還不打算多說明，否則對初學者來說，未免有些麻煩了。但是這並不意味著可以無視這些基礎，知道怎麼做只能讓你優秀，知道為什麼這麼做才能讓你卓越。

小驚喜

現在你可以把註釋的兩個語句打開了，執行以下看到什麼？旋轉的茶壺！不得不說帥多了~

glutIdleFunc(Func)又是一個激動人心的函數，可以讓OpenGL在閒暇之餘，調用一下註冊的函數，這是是產生動畫的絕好方法。

glRotatef(1, 0, 1, 0)是一個我們以後會詳細講的函數，簡單來說四個參數第一個是角度，後三個是一個向量，意義就是繞著這個向量旋轉，這裡是繞著Y軸旋轉1°。這一度一度的累加，最後使得茶壺圍繞Y軸不停的旋轉。從這裡我們也能看出來，我們指定了一個旋轉的角度後，重新繪製並不會復位，而是在上一次旋轉的結果上繼續旋轉。這是一個非常重要的概念，OpenGL是一個狀態機，一旦你指定了某種狀態，知道再指定位置，它會保持那種狀態。不僅僅是旋轉，包括以後的光照貼圖等等，都遵循這樣的規律。

好了，我們有了第一個PyOpenGL程序了，雖然離我們詳細中的五光十色的立體世界還有些差距，不過畢竟畫了點東西出來了（要知道，猶他茶壺在3D技術發展之初，是里程碑一般的作品）。慢慢的，我們會充實自己的知識，繪製出更靚麗的畫面。