1，目的

本文只是為了初步了解一下Python的OpenGL使用方法（整合前輩的技術(shù)Blog），至于繪圖方面的博大精深，我們尚不知一二，有待于作者以后深入學習和實踐，不在本文的講述范圍。不過，計算機繪圖方面的技術(shù)深度和商業(yè)使用，是值得深入學習研究的。但是，是否是Python所長，就看以后的技術(shù)演化了。

2，安裝

• 執(zhí)行Linux命令安裝

pip install PyOpenGL PyOpenGL_accelerate

• Windows下，Pycharm安裝
  ** PyOpenGL
  ** PyOpenGL_accelerate

3，初級Demo

下面的代碼，可以直接執(zhí)行，詳細的函數(shù)介紹，請查看：
用PyOpenGL叩開3D的心扉——OpenGL全解析（3）
http://eyehere.net/2011/learn-opengl-3d-by-pyopengl-3/

先上圖：

此處輸入圖片的描述

再看代碼：

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()

最后，代碼介紹：

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(shù)吧，基本不用管，雖說可以接受參數(shù)的，基本無用。

glutInitDisplayMode(MODE)非常重要，這里告訴系統(tǒng)我們需要一個怎樣顯示模式。至于其參數(shù)GLUT_RGBA就是使用(red,
green, blue)的顏色系統(tǒng)。有沒有寫錯？這里有個A啊，不應(yīng)該是(red, green, blue,
alpha)么？大概是歷史原因，GLUT_RGBA和GLUT_RGB是其實是等價的（坑爹?。雽崿F(xiàn)Alpha還得用其他的參數(shù)。而GLUT_SINGLE意味著所有的繪圖操作都直接在顯示的窗口執(zhí)行，相對的，我們還有一個雙緩沖的窗口，對于動畫來說非常合適?？纯从肞ython和Pygame寫游戲-從入門到精通（3）有些說明。

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

glutCreateWindow(“First”)，一旦調(diào)用了，就出現(xiàn)一個窗口了，參數(shù)就是窗口的標題。

glutDisplayFunc(func)是glut非常討人喜歡的一個功能，它注冊了一個函數(shù)，用來繪制OpenGL窗口，這個函數(shù)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(huán)，一旦調(diào)用了，我們的OpenGL就一直運行下去了。和很多程序中的主循環(huán)一樣，不停的運行，畫出即時的圖像，處理輸入等。

繪圖

看看drawFunc里的幾句話，這里是實際繪圖的函數(shù)。

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，否則疊加起來什么都看不出了。glClear一看就知道是OpenGL原生的命令，而參數(shù)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么，為什么還要指定？OpenGL的博大精深這里就體現(xiàn)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，我們會在后面的章節(jié)講到。

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

glFlush()似乎不用多說，畫了那么多，自然要刷新一下顯示。不過，這里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(zhí)行。OpenGL的渲染流水線是一個很重要的概念，不過這里暫時還不打算多說明，否則對初學者來說，未免有些麻煩了。但是這并不意味著可以無視這些基礎(chǔ)，知道怎么做只能讓你優(yōu)秀，知道為什么這么做才能讓你卓越。

小驚喜

現(xiàn)在你可以把注釋的兩個語句打開了，執(zhí)行以下看到什么？旋轉(zhuǎn)的茶壺！不得不說帥多了~

glutIdleFunc(Func)又是一個激動人心的函數(shù)，可以讓OpenGL在閑暇之余，調(diào)用一下注冊的函數(shù)，這是是產(chǎn)生動畫的絕好方法。

glRotatef(1, 0, 1,
0)是一個我們以后會詳細講的函數(shù)，簡單來說四個參數(shù)第一個是角度，后三個是一個向量，意義就是繞著這個向量旋轉(zhuǎn)，這里是繞著Y軸旋轉(zhuǎn)1°。這一度一度的累加，最后使得茶壺圍繞Y軸不停的旋轉(zhuǎn)。從這里我們也能看出來，我們指定了一個旋轉(zhuǎn)的角度后，重新繪制并不會復位，而是在上一次旋轉(zhuǎn)的結(jié)果上繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。這是一個非常重要的概念，OpenGL是一個狀態(tài)機，一旦你指定了某種狀態(tài)，知道再指定位置，它會保持那種狀態(tài)。不僅僅是旋轉(zhuǎn)，包括以后的光照貼圖等等，都遵循這樣的規(guī)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(shù)發(fā)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，繪制出更靚麗的畫面。

4，入門Demo

下面的代碼可以直接執(zhí)行，詳細的代碼請查看：
用PyOpenGL叩開3D的心扉——OpenGL全解析（5）
http://eyehere.net/2013/learn-opengl-3d-by-pyopengl-5/

先上圖：

此處輸入圖片的描述

再看代碼：

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

global W, H, R
(W, H, R) = (500, 500, 10.0)


def init():
    glClearColor(1.0, 1.0, 1.0, 1.0)


def drawfunc():
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT)
    glColor3f(0.0, 0.0, 0.0)
    glBegin(GL_POINTS)
    for x in arange(-R, R, 0.04):
        print '%.1f%%r' % ((R + x) / (R + R) * 100),
        for y in arange(-R, R, 0.04):
            r = cos(x) + sin(y)
            glColor3f(cos(y * r), cos(x * y * r), sin(x * r))
            glVertex2f(x, y)
    print '100%!!'
    glEnd()
    glFlush()


def reshape(w, h):
    if h <= 0: h = 1;
    glViewport(0, 0, w, h)
    glMatrixMode(GL_PROJECTION)
    glLoadIdentity()
    if w <= h:
        gluOrtho2D(-R, R, -R * h / w, R * h / w)
    else:
        gluOrtho2D(-R * w / h, R * w / h, -R, R)
    glMatrixMode(GL_MODELVIEW)
    glLoadIdentity()


def keyboard(key, x, y):
    if key == chr(27) or key == "q":  # Esc is 27
        sys.exit()

def main():
    glutInit(sys.argv)
    glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB)
    glutInitWindowPosition(20, 20)
    glutInitWindowSize(W, H)
    glutCreateWindow("Artist Drawer")
    glutReshapeFunc(reshape)
    glutDisplayFunc(drawfunc)
    glutKeyboardFunc(keyboard)
    init()
    glutMainLoop()

main()

最后，代碼介紹：

glViewport：指定了視口程序顯示的范圍，也就是OpenGL繪制的范圍，這里使用(0, 0, w,
h)便是說明整個窗口，一般情況下總是如此，但是我們也是可以指定小于這個范圍的ViewPort的。事實上我隱瞞了很多細節(jié)，這個函數(shù)必須和下面要講的gluOrtho2D函數(shù)一起用才能出現(xiàn)正確的結(jié)果。
gluOrtho2D：這個函數(shù)派生于OpenGL的glOrtho，它創(chuàng)建了一個正交的視景體（View
Volume），我們所看到的物體，都處在這個體中，四個參數(shù)分別代表了(left, right, bottom,
top)，也就是豎直的左右邊界和水平的下上邊界；而近遠則是默認的（-1，
1），glOrtho有六個參數(shù)可以設(shè)定。這個體越大，我們看到的東西就越?。环粗吹降臇|西就越大。我知道這樣很難理解，打個比方就是一個六邊形的魚缸，這個函數(shù)定出了一個魚缸的大小，我們所看的東西呢，都在這個魚缸里面。
上面說glViewport要和gluOrtho2D一起用才能正確顯示是個什么意思呢？gluOrtho2D只管創(chuàng)建一個視體，而glViewport只管繪圖的范圍，如果視體是個正方體，而窗口是個長方體，直接繪制的結(jié)果會是什么呢？很明顯，整個視體里的東西都被拉長了，而一般我們viewport都是指明了窗口大小，自然只能修改視體來適應(yīng)各種不同的比例了。
修改代碼，拉伸窗口，查看最終的結(jié)果會是怎樣的。

glMatrixMode：這個函數(shù)非常難以理解，但是又極其重要！這關(guān)系到了OpenGL中的“矩陣”的概念。矩陣……你是說黑客帝國么？好像很有趣誒~~
嗯嗯沒錯，矩陣是個偉大的東西，通過它，3D世界的所有維度都蜷曲到內(nèi)存中的一維數(shù)據(jù)里去了。這是一個有點兒抽象的概念但其實也沒什么特別的，OpenGL里有如下幾種矩陣：

GL_MODELVIEW：模型觀察矩陣，表示物體的位置變化和觀察點的改變；
GL_PROJECTION：投影矩陣，描述如何將一個物體投影到平面上； GL_TEXTURE：紋理矩陣，描述紋理坐標的動態(tài)變化 …
我不想搬出一堆數(shù)字和大括號來說明矩陣的基本運算和應(yīng)用（好吧其實真實原因是我也不會：），也不會告訴你最后的ModelView矩陣是View矩陣與Model矩陣的乘積，更不會告訴你有g(shù)lRotate和glTranslate之流的函數(shù)來改變矩陣！暫時這么理解就好了，矩陣就是我們走路的方向，我們現(xiàn)在朝南走，看到的南邊的風景，然后說“向右拐”，現(xiàn)在看到西邊的風景了，再說“向后轉(zhuǎn)”，現(xiàn)在看到東邊的風景了。就是通過這樣可以累積的變換，我們把我們最初的一些數(shù)據(jù)變成了更復雜的東西表達了出來，轉(zhuǎn)了幾圈后也許有點糊涂了，用glLoadIdentity將當前指定的矩陣還原為最初的狀態(tài)。

5，參考頁面

PyOpenGL安裝
http://pyopengl.sourceforge.net/
用PyOpenGL叩開3D的心扉——OpenGL全解析（3）
http://eyehere.net/2011/learn-opengl-3d-by-pyopengl-3/
用PyOpenGL叩開3D的心扉——OpenGL全解析（5）
http://eyehere.net/2013/learn-opengl-3d-by-pyopengl-5/