python如何做图像处理（跟我学Python图像处理丨带你入门OpenGL）

摘要：介绍Python和OpenGL的入门知识    
    
    
 ，包括安装    
    
    
 、语法 


     


     


     、基本图形绘制等
    
    
    
。

本文分享自华为云社区《[Python图像处理] 二十七.OpenGL入门及绘制基本图形（一）》 


     


     


     ，作者：eastmount     


     


     


 。

一.OpenGL入门知识

1.什么是OpenGL

OpenGL(Open Graphics Library

 




 




 




，译为“开放式图形库
    
    
    
”) 是用于渲染2D

 




 




 




、3D矢量图形的跨语言   

   

   

、跨平台的应用程序编程接口（API） 




 




 




 。这个接口由近350个不同的函数调用组成   

   

   

，用来绘制从简单的图形元件到复杂的三维景象

   

   

   

。OpenGL常用于CAD  

     

     

     、虚拟现实


  




  




  



、科学可视化程序和电子游戏开发     

     

     

。

OpenGL可用于设置所需的对象  


  


  


、图像和操作  

     

     

     ，以便开发交互式的3维计算机图形应用程序  




  




  




  。OpenGL被设计为一个现代化的   
     
     
    、硬件无关的接口


  




  




  



，因此我们可以在不考虑计算机操作系统或窗口系统的前提下  


  


  


，在多种不同的图形硬件系统上   
     
     
    ，或者完全通过软件的方式实现OpenGL的接口


  


  


  

。OpenGL的高效实现（利用了图形加速硬件）存在于Windows



   




   




   


，部分UNIX平台和Mac OS     
     
     
。这些实现一般由显示设备厂商提供 



 



 



，而且非常依赖于该厂商提供的硬件   




   




   




  。

OpenGL规范由1992年成立的OpenGL架构评审委员会（ARB）维护



 



 



 

。ARB由一些对创建一个统一的



   




   




   


、普遍可用的API特别感兴趣的公司组成               。到了今天已经发布了非常多的OpenGL版本                 ，以及大量构建于OpenGL之上以简化应用程序开发过程的软件库    




    




    




  。这些软件库大量用于视频游戏 



 



 



、科学可视化和医学软件的开发




    




    




    

，或者只是用来显示图像
















。

一个用来渲染图像的OpenGL程序需要执行的主要操作如下：

从OpenGL的几何图元中设置数据














，用于构建形状 使用不同的着色器（shader）对输入的图元数据执行计算操作                 ，判断它们的位置                 、颜色



     



     



     
，以及其他渲染属性 将输入图元的数学描述转换为与屏幕位置对应的像素片元（fragment）















，这一步也称作光栅化（rasterization） 最后    
    
    
 ，针对光栅化过程产生的每个片元 


     


     


     ，执行片元着色器（fragment shader）

 




 




 




，从而决定这个片元的最终颜色和位置 如果有必要   

   

   

，还需要对每个片元执行一些额外的操作  

     

     

     ，例如判断片元对应的对象是否可见


  




  




  



，或者将片元的颜色与当前屏幕位置的颜色进行融合

2.OpenGL安装

作者的电脑环境为Win10+Python3.7  


  


  


，打开CMD调用pip工具进行安装   
     
     
    ，如下图所示               。

cd C:\Software\Program Software\Python37\Scripts pip install pyopengl

但通常安装成功之后



   




   




   


，运行代码会报错“OpenGL.error.NullFunctionError: Attempt to call an undefined function glutInit, check for bool(glutInit) before calling     


     


     


 ”     



     



     



  。

据说是pip默认安装的是32位版本的pyopengl 



 



 



，而作者的操作系统是64位















。网上很多大牛会去 “https://www.lfd.uci.edu/~gohlke/pythonlibs/#pyopengl 




 




 




 ” 网站下载适合自己的版本
    
    
    
。比如Python3.7且64位操作系统     


     


     


 。

安装流程如下所示：

pip install D:\PyOpenGL-3.1.5-cp37-cp37m-win_amd64.whl pip install D:\PyOpenGL-3.1.5-cp37-cp37m-win32.whl

写到这里                 ，我们Python的OpenGL库就安装成功了！

二.OpenGL入门程序

我们首先介绍两个入门代码




    




    




    

，然后再进行深入的讲解 




 




 




 。

1.OpenGL绘制正方形

完整代码如下：

# -*- coding: utf-8 -*- from OpenGL.GL import * from OpenGL.GLU import * from OpenGL.GLUT import * # 绘制图像函数 def display(): # 清除屏幕及深度缓存 glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT) # 设置红色 glColor3f(1.0, 0.0, 0.0) # 开始绘制四边形 glBegin(GL_QUADS) # 绘制四个顶点 glVertex3f(-0.5, -0.5, 0.0) glVertex3f(0.5, -0.5, 0.0) glVertex3f(0.5, 0.5, 0.0) glVertex3f(-0.5, 0.5, 0.0) # 结束绘制四边形 glEnd() # 清空缓冲区并将指令送往硬件执行 glFlush() # 主函数 if __name__ == "__main__": # 使用glut库初始化OpenGL glutInit() # 显示模式 GLUT_SINGLE无缓冲直接显示|GLUT_RGBA采用RGB(A非alpha) glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGBA) # 设置窗口位置大小 glutInitWindowSize(400, 400) # 创建窗口 glutCreateWindow("eastmount") # 调用display()函数绘制图像 glutDisplayFunc(display) # 进入glut主循环 glutMainLoop()

运行结果如下图所示：

核心步骤如下：

主函数使用glut库初始化OpenGL glutInit() 设置显示模式并初始化glut窗口（画布）

glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGBA)

glutInitWindowSize(400, 400)

glutCreateWindow(“eastmount

   

   

   

”) 注册绘制图像的回调函数














，如display() glutDisplayFunc(display) 绘制图像display函数                 ，包括清除画布




    




    




    

、设置颜色














、绘制图元                 、设置定点



     



     



     
、结束绘制















、刷新执行

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT)

glColor3f(1.0, 0.0, 0.0)

glBegin(GL_QUADS)

glVertex3f(-0.5, -0.5, 0.0)

glVertex3f(0.5, -0.5, 0.0)

glVertex3f(0.5, 0.5, 0.0)

glVertex3f(-0.5, 0.5, 0.0)

glEnd()

glFlush() 进入glut主循环 glutMainLoop()

2.OpenGL绘制水壶

接着补充一段经典的水壶代码



     



     



     
，所有计算机试卷    
    
    
 、计算机图形学 


     


     


     、3D图像领域都会绘制它

   

   

   

。

# -*- coding: utf-8 -*- from OpenGL.GL import * from OpenGL.GLU import * from OpenGL.GLUT import * # 绘制图像函数 def drawFunc(): # 清除屏幕及深度缓存 glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT) # 设置绕轴旋转(角度,x,y,z) glRotatef(0.1, 5, 5, 0) # 绘制实心茶壶 # glutSolidTeapot(0.5) # 绘制线框茶壶 glutWireTeapot(0.5) # 刷新显示图像 glFlush() # 主函数 if __name__ == "__main__": # 使用glut库初始化OpenGL glutInit() # 显示模式 GLUT_SINGLE无缓冲直接显示|GLUT_RGBA采用RGB(A非alpha) glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGBA) # 设置窗口位置及大小 glutInitWindowPosition(0, 0) glutInitWindowSize(400, 400) # 创建窗口 glutCreateWindow("CSDN Eastmount") # 调用display()函数绘制图像 glutDisplayFunc(drawFunc) # 设置全局的回调函数 # 当没有窗口事件到达时,GLUT程序功能可以执行后台处理任务或连续动画 glutIdleFunc(drawFunc) # 进入glut主循环 glutMainLoop()

运行结果如下图所示















，它主要调用glutSolidTeapot(0.5)函数绘制实现实心茶壶    
    
    
 ，glutWireTeapot(0.5)函数绘制线框茶壶     

     

     

。

注意 


     


     


     ，glut提供了一些现成的绘制立体的API

 




 




 




，如glutWireSphere绘制球

 




 




 




、glutWireCone绘制椎体   

   

   

、glutWireCube绘制立体  

     

     

     、glutWireTorus绘制甜圈


  




  




  



、glutWireTeapot绘制茶壶  


  


  


、glutWireOctahedron绘制八面体   

   

   

，请读者自行提升  




  




  




  。

3.OpenGL绘制多个图形

接下来绘制一个坐标系  

     

     

     ，并分别绘制四个图形


  




  




  



，设置不同颜色  


  


  


，代码如下所示


  


  


  

。

# -*- coding: utf-8 -*- from OpenGL.GL import * from OpenGL.GLU import * from OpenGL.GLUT import * # 绘制图像函数 def display(): # 清除屏幕及深度缓存 glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT) # 绘制线段 glBegin(GL_LINES) glVertex2f(-1.0, 0.0) # 左下角顶点 glVertex2f(1.0, 0.0) # 右下角顶点 glVertex2f(0.0, 1.0) # 右上角顶点 glVertex2f(0.0, -1.0) # 左上角顶点 glEnd() # 绘制顶点 glPointSize(10.0) glBegin(GL_POINTS) glColor3f(1.0, 0.0, 0.0) # 红色 glVertex2f(0.3, 0.3) glColor3f(0.0, 1.0, 0.0) # 绿色 glVertex2f(0.5, 0.6) glColor3f(0.0, 0.0, 1.0) # 蓝色 glVertex2f(0.9, 0.9) glEnd() # 绘制四边形 glColor3f(1.0, 1.0, 0) glBegin(GL_QUADS) glVertex2f(-0.2, 0.2) glVertex2f(-0.2, 0.5) glVertex2f(-0.5, 0.5) glVertex2f(-0.5, 0.2) glEnd() # 绘制多边形 glColor3f(0.0, 1.0, 1.0) glPolygonMode(GL_FRONT, GL_LINE) glPolygonMode(GL_BACK, GL_FILL) glBegin(GL_POLYGON) glVertex2f(-0.5, -0.1) glVertex2f(-0.8, -0.3) glVertex2f(-0.8, -0.6) glVertex2f(-0.5, -0.8) glVertex2f(-0.2, -0.6) glVertex2f(-0.2, -0.3) glEnd() # 绘制三角形 glColor3f(1.0, 1.0, 1.0) glPolygonMode(GL_FRONT, GL_FILL) glPolygonMode(GL_BACK, GL_LINE) glBegin(GL_TRIANGLES) glVertex2f(0.5, -0.5) glVertex2f(0.3, -0.3) glVertex2f(0.2, -0.6) # 结束绘制四边形 glEnd() # 清空缓冲区并将指令送往硬件执行 glFlush() # 主函数 if __name__ == "__main__": # 使用glut库初始化OpenGL glutInit() # 显示模式 GLUT_SINGLE无缓冲直接显示|GLUT_RGBA采用RGB(A非alpha) glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGBA) # 设置窗口位置及大小 glutInitWindowSize(400, 400) glutInitWindowPosition(500, 300) # 创建窗口 glutCreateWindow("CSDN Eastmount") # 调用display()函数绘制图像 glutDisplayFunc(display) # 进入glut主循环 glutMainLoop()

输出结果如下图所示：

4.OpenGL绘图代码及原理详解

该部分将详细讲解上面三段代码的核心知识   
     
     
    ，帮助大家巩固基础     
     
     
。作者让大家先看代码及其运行效果



   




   




   


，从而提升OpenGL编程兴趣 



 



 



，再深入分析其原理                 ，这种倒叙的方式希望您们喜欢   




   




   




  。

(1) 核心函数

上述代码中




    




    




    

，以glut开头的函数都是GLUT工具包所提供的函数



 



 



 

。

glutInit()：对GLUT进行初始化














，该函数必须在其它的GLUT使用之前调用一次               。其格式比较死板                 ，一般glutInit()直接调用即可    




    




    




  。 glutInitDisplayMode()：设置显示方式



     



     



     
，其中GLUT_RGB表示使用RGB颜色















，与之对应的是GLUT_INDEX（表示使用索引颜色）；GLUT_SINGLE表示使用单缓冲    
    
    
 ，与之对应的是GLUT_DOUBLE（表示使用双缓冲）
















。更多参数请读者阅读官方网站或Google               。 glutInitWindowPosition()：设置窗口在屏幕中的位置     



     



     



  。 glutInitWindowSize()：设置窗口的大小 


     


     


     ，两个参数表示长度和宽度















。 glutCreateWindow()：根据当前设置的信息创建窗口

 




 




 




，参数将作为窗口的标题
    
    
    
。需要注意的是   

   

   

，当窗口被创建后  

     

     

     ，并不是立即显示到屏幕上


  




  




  



，需要调用glutMainLoop()才能看到窗口     


     


     


 。 glutDisplayFunc()：设置一个函数  


  


  


，当需要进行画图时   
     
     
    ，这个函数就会被调用



   




   




   


，通常用来调用绘制图形函数 




 




 




 。 glutMainLoop()：进行一个消息循环 



 



 



，大家需要知道这个函数可以显示窗口                 ，并且等待窗口关闭后才会返回

   

   

   

。

以gl开头的函数都是OpenGL的标准函数     

     

     

。

glClear()：清除




    




    




    

，其中参数GL_COLOR_BUFFER_BIT表示清除颜色














，GL_DEPTH_BUFFER_BIT表示清除深度  




  




  




  。 glRectf()：画一个矩形                 ，四个参数分别表示位于对角线上的两个点的横   
     
     
    、纵坐标


  


  


  

。 glFlush()：刷新显示图像



     



     



     
，保证前面的OpenGL命令立即执行















，而不是让它们在缓冲区中等待     
     
     
。 OpenGL要求指定顶点的命令（glVertex2f）必须包含在glBegin()函数和glEnd()函数之间执行   




   




   




  。

(2) 绘制顶点

顶点（vertex）是 OpengGL 中非常重要的概念    
    
    
 ，描述线段



   




   




   


、多边形都离不开顶点



 



 



 

。它们都是以glVertex开头 


     


     


     ，后面跟一个数字和1~2个字母

 




 




 




，比如：

glVertex2d glVertex2f glVertex3f glVertex3fv

数字表示参数的个数   

   

   

，2表示有2个参数（xy坐标）  

     

     

     ，3表示三个（xyz坐标）


  




  




  



，4表示四个（齐次坐标 w）               。字母表示参数的类型  


  


  


，s表示16位整数（OpenGL中将这个类型定义为GLshort）   
     
     
    ，i表示32位整数（OpenGL中将这个类型定义为GLint和GLsizei）



   




   




   


，f表示32为浮点数（OpenGL中将这个类型定义为GLfloat和GLclampf） 



 



 



，d表示64位浮点数（OpenGL中将这个类型定义为GLdouble和GLclampd）    




    




    




  。例如：

glVertex2i(1, 3) glVertex2f(1.0, 3.0) glVertex3f(1.0, 3.0, 1.0) glVertex4f(1.0, 3.0, 0.0, 1.0)

注意                 ，OpenGL中很多函数都采用这种形式命名
















。

(3) 设置颜色

在OpenGL中




    




    




    

，设置颜色函数以glColor开头














，后面跟着参数个数和参数类型               。参数可以是0到255之间的无符号整数                 ，也可以是0到1之间的浮点数     



     



     



  。三个参数分别表示RGB分量



     



     



     
，第四个参数表示透明度（其实叫不透明度更恰当）















。以下最常用的两个设置颜色的方法：

glColor3f(1.0















，0.0    
    
    
 ，0.0) #红色 glColor3f(0.0 


     


     


     ，1.0

 




 




 




，0.0) #绿色 glColor3f(0.0   

   

   

，0.0  

     

     

     ，1.0) #蓝色 glColor3f(1.0


  




  




  



，1.0  


  


  


，1.0) #白色 glColor4f(0.0   
     
     
    ，1.0



   




   




   


，0.0 



 



 



，0.0) #红色且不透明度 glColor3ub(255, 0, 0) #红色

注意                 ，OpenGL是使用状态机模式




    




    




    

，颜色是一个状态变量














，设置颜色就是改变这个状态变量并一直生效                 ，直到再次调用设置颜色的函数
    
    
    
。除了颜色



     



     



     
，OpenGL 还有很多的状态变量或模式     


     


     


 。

(4) 绘制基本图形

前面我们介绍了各种图像















，下表展示了常见的图像元件 




 




 




 。

GL_POINTS：绘制顶点 GL_LINES：绘制线段 GL_LINE_STRIP：绘制连续线段 GL_LINE_LOOP：绘制闭合的线段 GL_POLYGON：绘制多边形 GL_TRIANGLES：绘制三角形 GL_TRIANGLE_STRIP：绘制连续三角形 GL_TRIANGLE_FAN：绘制多个三角形组成的扇形 GL_QUADS：绘制四边形 GL_QUAD_STRIP：绘制连续四边形

详见下图所示

   

   

   

。

三.OpenGL基础知识

在深入学习OpenGL之前    
    
    
 ，我们有必要了解一些最常用的图形学名词 



 



 



、OpenGL原理和语法     

     

     

。

1.OpenGL语法

OpenGL程序的基本结构通常包括——初始化物体渲染所对应的状态                 、设置需要渲染的物体  




  




  




  。渲染（render）表示计算机从模型创建最终图像的过程 


     


     


     ，OpenGL只是其中一种渲染系统


  


  


  

。模型（model）或者场景对象是通过几何图元

 




 




 




，比如点




    




    




    

、线和三角形来构建的   

   

   

，而图元与模型的顶点（vertex）也存在着各种对应的关系     
     
     
。

OpenGL另一个最本质的概念叫着色器  

     

     

     ，它是图形硬件设备所执行的一类特色函数   




   




   




  。可以将着色器理解为专为图形处理单元（GPU）编译的一种小型程序



 



 



 

。在OpenGL中


  




  




  



，会用到始终不同的着色阶段（shader stage）  


  


  


，最常用的包括顶点着色器（vertex shader）以及片元着色器   
     
     
    ，前者用于处理顶点数据



   




   




   


，后者用于处理光栅化后的片元数据               。所有的OpenGL程序都需要用到这两类着色器    




    




    




  。最终生成的图像包含了屏幕上绘制的所有像素点
















。像素（pixel）是显示器上最小的可见单元               。计算机系统将所有的像素保存到帧缓存（framebuffer）当中 



 



 



，后者是由图形硬件设备管理的一块独立内存区域                 ，可以直接映射到最终的显示设备上     



     



     



  。

正如前面您看到的




    




    




    

，OpenGL库中所有的函数都会以字符“gl     

     

     

”作为前缀














，然后是一个或者多个大写字母开头的词组                 ，以此来命令一个完整的函数（例如glBindVertexArray()）















。OpenGL的所有函数都是这种格式



     



     



     
，上面看到的“glut  




  




  




  ”开头的函数















，它们来自第三方库OpenGL Utility Toolkit（GLUT）    
    
    
 ，可以用来显示窗口














、管理用户输入以及执行其他一些操作
    
    
    
。

与函数命名约定类似 


     


     


     ，OpenGL库中定义的常量也是GL_COLOR_BUFFER_BIT的形式

 




 




 




，常量以GL_作为前缀   

   

   

，并且使用下划线来分割单词     


     


     


 。这些常量的定义是通过#define来完成的  

     

     

     ，它们基本可以在OpenGL的头文件glcorearb.h和glext.h中找到 




 




 




 。

为了能够方便地在不同的操作系统之间移植OpenGL程序


  




  




  



，它还为函数定义了不同的数据类型  


  


  


，例如GLfloat是浮点数类型

   

   

   

。此外   
     
     
    ，比如glVertex*()的函数



   




   




   


，它有多种变化形式 



 



 



，如glVertex2d                 、glVertex2f     

     

     

。在函数名称的“核心


  


  


  

”部分之后                 ，通过后缀的变化来提示函数应当传入的参数




    




    




    

，通常由一个数字和1~2个字母组成  




  




  




  。glVertex2f()中的“2     
     
     
”表示需要传入2个参数














，f表示浮点数


  


  


  

。

2.老式OpenGL vs 现代OpenGL

(1) 老式OpenGL

在大多数计算机图形系统中                 ，绘图的方式是将一些顶点发送给处理管线



     



     



     
，管线由一系列功能模块互相连接而成     
     
     
。最近















，OpenGL应用编程接口（API）从固定功能的图形管线转换为可编程的图形管线   




   




   




  。

如下图绘制正方形的代码    
    
    
 ，它使用的是老式OpenGL 


     


     


     ，要为三维图元（在这个代码中

 




 




 




，是一个GL_QUADS即矩形）指定各个顶点   

   

   

，但随后每个顶点需要被分别发送到GPU  

     

     

     ，这是低效的方式



 



 



 

。 这种老式编程模式伸缩性不好


  




  




  



，如果几何图形变得复杂  


  


  


，程序就会很慢               。对于屏幕上的顶点和像素如何变换   
     
     
    ，它只提供了有限的控制    




    




    




  。

后续我们将专注于现代的OpenGL



   




   




   


，但是网络上也会有老式OpenGL的例子
















。

(2) 现代OpenGL

现代OpenGL利用一系列的操作 



 



 



，即通过“三维图形管线   




   




   




  ”绘制图形                 ，其基本流程如下图所示               。

简化三维图形管线分为6步：

三维几何图形定义（VBO等）     



     



     



  。 在第一步




    




    




    

，通过定义在三维空间中的三角形的顶点














，并指定每个顶点相关联的颜色                 ，我们定义了三维几何图形















。 顶点着色器
    
    
    
。 接下来



     



     



     
，变换这些顶点：第一次变换将这些顶点放在三维空间中















，第二次变换将三维坐标投影到二维空间     


     


     


 。根据照明等因素    
    
    
 ，对应顶点的颜色值也在这一步中计算 


     


     


     ，这在代码中通常称为“顶点着色器



 



 



 

” 




 




 




 。 光栅化

   

   

   

。 将几何图形“光栅化               ”（从几何物体转换为像素）     

     

     

。 片段着色器  




  




  




  。 针对每个像素

 




 




 




，执行另一个名为“片段着色器    




    




    




  ”的代码块


  


  


  

。正如顶点着色器作用于三维顶点   

   

   

，片段着色器作用于光栅化后的二维像素     
     
     
。 帧缓冲区操作（深度测试



     



     



     
、混合等）   




   




   




  。 最后  

     

     

     ，像素经过一系列帧缓冲区操作


  




  




  



，其中  


  


  


，它经过“深度缓冲区检验
















”（检查一个片段是否遮挡另一个）















、“混合               ”（用透明度混合两个片段）以及其他操作   
     
     
    ，其当前的颜色与帧缓冲区中该位置已有的颜色结合



 



 



 

。 帧缓冲区               。 这些变化最终体现在最后的帧缓冲区上



   




   




   


，通常显示在屏幕上    




    




    




  。

PS：该部分参考Mahesh Venkitachalam大神编写的《Python极客项目编程》 



 



 



，代码可以查看：GitHub - electronut/pp: Code for book Python Playground by Mahesh Venkitachalam (No Starch Press, USA)

3.OpenGL绘制时钟

最后补充“xiaoge2016老师     



     



     



  ”的一段趣味代码                 ，通过OpenGL绘制时钟




    




    




    

，注意它是跳动的
















。

# -*- coding: utf-8 -*- from OpenGL.GL import * from OpenGL.GLU import * from OpenGL.GLUT import * import math import time h = 0 m = 0 s = 0 # 绘制图像函数 def Draw(): PI = 3.1415926 R = 0.5 TR = R - 0.05 glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT) glLineWidth(5) glBegin(GL_LINE_LOOP) for i in range(100): glVertex2f(R * math.cos(2 * PI / 100 * i), R * math.sin(2 * PI / 100 * i)) glEnd() glLineWidth(2) for i in range(100): glBegin(GL_LINES) glVertex2f(TR * math.sin(2 * PI / 12 * i), TR * math.cos(2 * PI / 12 * i)) glVertex2f(R * math.sin(2 * PI / 12 * i), R * math.cos(2 * PI / 12 * i)) glEnd() glLineWidth(1) h_Length = 0.2 m_Length = 0.3 s_Length = 0.4 count = 60.0 s_Angle = s / count count *= 60 m_Angle = (m * 60 + s) / count count *= 12 h_Angle = (h * 60 * 60 + m * 60 + s) / count glLineWidth(1) glBegin(GL_LINES) glVertex2f(0.0, 0.0) glVertex2f(s_Length * math.sin(2 * PI * s_Angle), s_Length * math.cos(2 * PI * s_Angle)) glEnd() glLineWidth(5) glBegin(GL_LINES) glVertex2f(0.0, 0.0) glVertex2f(h_Length * math.sin(2 * PI * h_Angle), h_Length * math.cos(2 * PI * h_Angle)) glEnd() glLineWidth(3) glBegin(GL_LINES) glVertex2f(0.0, 0.0) glVertex2f(m_Length * math.sin(2 * PI * m_Angle), m_Length * math.cos(2 * PI * m_Angle)) glEnd() glLineWidth(1) glBegin(GL_POLYGON) for i in range(100): glVertex2f(0.03 * math.cos(2 * PI / 100 * i), 0.03 * math.sin(2 * PI / 100 * i)); glEnd() glFlush() # 更新时间函数 def Update(): global h, m, s t = time.localtime(time.time()) h = int(time.strftime(%H, t)) m = int(time.strftime(%M, t)) s = int(time.strftime(%S, t)) glutPostRedisplay() # 主函数 if __name__ == "__main__": glutInit() glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGBA) glutInitWindowSize(400, 400) glutCreateWindow("My clock") glutDisplayFunc(Draw) glutIdleFunc(Update) glutMainLoop()

其运行结果如下图所示：

四.总结

本篇文章主要讲解Python和OpenGL基础知识














，包括安装    
    
    
 、基础语法 


     


     


     、绘制图形等               。希望对读者有一定帮助                 ，也希望这些知识点为读者从事Python图像处理相关项目实践或科学研究提供一定基础     



     



     



  。

参考文献：

[1] 《OpenGL编程指南（第8版）》 作者：Dave Shreiner Granham Sellers等



     



     



     
，王锐 译

[2] 《Python极客项目编程》 作者：Mahesh Venkitachalam















，王海鹏 译

[3] 《OpenGL编程精粹》杨柏林 陈根浪 徐静 编著

[4] 写给 python 程序员的 OpenGL 教程 - 许老师(天元浪子)

[5] Python之OpenGL笔记(2)：现代OpenGL编程常用的几个通用函数 - 大龙老师

[6] python3+OpenGL环境配置 - GraceSkyer老师

[7] VS2012下基于Glut OpenGL显示一些立体图形示例程序 - yearafteryear老师

[8] Python——OpenGL - 白季飞龙老师

[9] python+opengl显示三维模型小程序 - xiaoge2016

[10] GitHub - electronut/pp: Code for book Python Playground by Mahesh Venkitachalam (No Starch Press, USA)

[10] https://github.com/electronut/pp

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