Python 3学习笔记（13）：PyOpenGL之正交投影

• 目的

1、建立金属螺钉的模型（三个组成：螺帽、螺杆、螺纹）

2、创建一个正交投影立方体框架，可用箭头键切换视角。

3、掌握OpenGL的顶点数组功能。

4、掌握OpenGL的绘制图元函数。

5、 了解OpengGL键盘控制及回调函数glutSpecialFunc。

• 内容 

1、用较小、较简单的图形生成一个较复杂的图形。如建立一个建立金属螺钉的模型（三个组成：螺帽、螺杆、螺纹）

2、开始构造之前，需要一个投影，一个用于放置对象的参考框架。对螺钉模型来说，最后的选择是正交投影（CAD类）。

3、程序将创建一个正交投影，并给出一个沿x轴和y轴有100单元的坐标系。z轴上还有另外100个单元，观察者就位于此处。

• 函数  

1、Void glVertexPointer(int size,int type,int stride,void *pointer)

函数glVertexPointer的作用是把一数组与图形的顶点关联在一起。

size 指绑定数组后，每个图形的顶点会用到数组中多少个数据做为顶点的数据
           type 规定调用数组的数据时应该用什么类型。一般与定义的数组的类型是一至的。
          stride 规定每个顶点应该从数组中移动的字节。一般情况下写0系统会自动识别。识别方式为size*sizeof(数组定义时报类型)
           pointer 要绑定数组的地址。

2、Void glDrawElements(int mode,int count,int type,void *indices)

从数组数据绘制图元。可以事先指定几组顶点数组、法向量数组和颜色数组，调用一次绘制。

第一个参数是点的类型，

第二个参数是点的个数，

第三个是第四个参数的类型，

第四个参数是点的存储绘制顺序。

如正方形：存储的点顺序是0，1，2，3  而 绘图的时候是每三个点就会绘制一个三角形，因此012 可以为三角形，1，2，3则与前面的三角形重复切不会覆盖整个矩形，因此就需要我们认为的设定绘图点的顺序，第四个参数的作用就是如此，我们把点的顺序设置为0，1，3，2 这样0，1，3和1，3，2 成2个三角形且刚好形成矩阵。

因此，在利用glDrawElements时候只需记住所有定点，在第四个参数中来描述所需面的顶点顺序即可，且每取三个点绘图一个三角形。

下面的demo只记住了立方体的8个点，利用18个点的顺序就可以绘图成一个立方体，而不是4*6个点。第一个三角形是逆时针第二个是顺时针，依次循环否则不对应的就不会绘出。

•  代码 

#coding:utf-8

import sys
from math import pi as PI
from math import sin, cos

from OpenGL.GL import *
from OpenGL.GLU import *
from OpenGL.GLUT import *

def RenderScene():
	global xRot,yRot
	glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT)	
	glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE)					

	# Save the matrix state
	glMatrixMode(GL_MODELVIEW) 
	glPushMatrix() 
    # 绕X轴和Y轴旋转(角度,x,y,z)
	glRotatef(xRot, 1.0, 0.0, 0.0)
	glRotatef(yRot, 0.0, 0.0, 1.0)
    # 启用并指定顶点数组 Enable and specify the vertex array
	glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY)
	glVertexPointer(3, GL_FLOAT, 0, corners)
   
    # Using Drawarrays
	glDrawElements(GL_QUADS, 24, GL_UNSIGNED_BYTE, indexes)
	glPopMatrix()
    #双缓冲的刷新模式； Swap buffers
	glutSwapBuffers()					

#设置渲染状态
def SetupRC():
	glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0)  #背景黑色
	glColor3ub(0,0,255);

#改变窗口大小时调用
def ChangeSize(w,h):
	nRange = 100.0
	if(h == 0):     #防止除数为0
		h = 1
	glViewport(0, 0, w, h)						#设置视区大小
	glMatrixMode(GL_PROJECTION)					#投影矩阵模式
	glLoadIdentity()							#矩阵堆栈清空
	#设置裁剪窗口大小
	if (w <= h): 
		glOrtho (-nRange, nRange, -nRange*h/w, nRange*h/w, -nRange*2.0, nRange*2.0)	
	else: 
		glOrtho (-nRange*w/h, nRange*w/h, -nRange, nRange, -nRange*2.0, nRange*2.0)	
						
	glMatrixMode(GL_MODELVIEW)					#模型矩阵模式
	glLoadIdentity()

def SpecialKeys(key,x,y):
	global xRot,yRot
	if(key == GLUT_KEY_UP):
		xRot-= 5.0
	if(key == GLUT_KEY_DOWN):
		xRot += 5.0
	if(key == GLUT_KEY_LEFT):
		yRot -= 5.0
	if(key == GLUT_KEY_RIGHT):
		yRot += 5.0
	if(key > 356.0):
		xRot = 0.0
	if(key < -1.0):
		xRot = 355.0
	if(key > 356.0):
		yRot = 0.0
	if(key < -1.0):
		yRot = 355.0
	glutPostRedisplay()

#  顶点Front of cube #0 1# 2 # 3 Back of cube # 4# 5# 6# 7
corners= [-25.0, 25.0, 25.0,\
			25.0, 25.0, 25.0,\
			25.0, -25.0, 25.0,\
			-25.0, -25.0, 25.0,\
			-25.0, 25.0, -25.0,\
			25.0, 25.0, -25.0,\
			25.0, -25.0, -25.0,\
			-25.0, -25.0, -25.0 ]  
#  面Front Face#  Top Face# Bottom Face# Back Face# Right Face# Left Face
indexes = [ 0, 1, 2, 3,	\
			4, 5, 1, 0,	\
			3, 2, 6, 7,	\
			5, 4, 7, 6,	\
			1, 5, 6, 2,	\
			4, 0, 3, 7 ]	
xRot=0.0
yRot=0.0
print("三维立方体，按箭头键改变视角！")
#使用glut初始化OpenGL
glutInit()
glutInitWindowSize(700,700)
#设置显示模式；（注意双缓冲）
glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB| GLUT_DEPTH)
glutCreateWindow("Cube DX")

glutReshapeFunc(ChangeSize)
glutSpecialFunc(SpecialKeys)     #注册键盘回调函数
#调用函数绘制图像
glutDisplayFunc(RenderScene)
SetupRC()
#主循环
glutMainLoop()