OpenGL學習筆記——點、線、面的繪製

點

3D圖象中最小單位被稱爲圖元，包括點、線和麪。
點：點是最基本的圖元，在PyOpenGL中表示方法：

glVertex(x, y, [z], [w])

最多可以使用4個參數，其中2D就是 glVertex2f(x, y)， 3D就是 glVertex3f(x, y, z)

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繪製圖元

OpenGL的所有指令都必須包含在glBegin()、glEnd()函數之間！比如：

glBegin(MODE)
glVertex2f(x1, y1)
glVertex2f(x2, y2)
...
glEnd()

參數MODE爲繪製對象的類型，包含以下情況

MODE	描述
GL_POINTS	單個頂點集
GL_lines	線段集合
GL_LINE_STRIP	不閉合連續線段
GL_LINE_LOOP	閉合的線段
GL_POLYGON	多邊形
GL_TRIANGLES	獨立三角形集合
GL_TRANGLE_STRIP	三角形串，線性連續
GL_TRIANGLE_FAN	三角形串，扇形連續
GL_QUADS	獨立四邊形集合
GL_QUAD_STRIP	四邊形串

可以參考下面這張圖，注意，glBegin和glEnd之間點的順序爲逆時針排列

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繪製實例

實例1：繪製點、線、四邊形和多邊形

from OpenGL.GL import *
from OpenGL.GLU import *
from OpenGL.GLUT import *
import numpy as np 

def circle(x, y, r, n):
	"""返回一個圓上點的集合"""
	theta = np.linspace(0, 2*np.pi, n)	# 返回一個列表
	x += r*np.cos(theta)				# x, y也爲列表
	y += r*np.sin(theta)
	return x, y

def init():
	glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0)	# 設置背景色
	gluOrtho2D(-1.0, 1.0, -1.0, 1.0)	# 設置座標

def drawFunc():
	glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT)

	glBegin(GL_LINES)
	glVertex2f(-1.0, 0.0)		# 繪製橫線
	glVertex2f(1.0, 0.0)
	glVertex2f(0.0, -1.0)		# 繪製豎線
	glVertex2f(0.0, 1.0)
	glEnd()

	glPointSize(8.0)			# 繪製點
	glBegin(GL_POINTS)
	glColor3f(1.0, 0.0, 0.0)
	glVertex2f(-0.5, 0.7)
	glColor3f(0.0, 1.0, 0.0)
	glVertex2f(-0.7, 0.4)
	glColor3f(0.5, 0.5, 1.0)
	glVertex2f(-0.3, 0.4)
	glEnd()

	glPointSize(3.0)			# 繪製圓
	glColor3f(1.0, 0.5, 0.5)
	glBegin(GL_POINTS)
	#glBegin(GL_LINE_LOOP)
	x, y = circle(0.5, 0.5, 0.4, 100)
	for a, b in zip(x, y):
		glVertex2f(a, b)
	glEnd()

	glColor3f(1.0, 0.8, 0.5)	# 繪製獨立四邊形
	glBegin(GL_QUADS)
	glVertex2f(-0.7, -0.3)
	glVertex2f(-0.3, -0.3)
	glVertex2f(-0.3, -0.7)
	glVertex2f(-0.7, -0.7)
	glEnd()

	glColor3f(0.6, 1.0, 1.0)	# 繪製多邊形
	glPolygonMode(GL_FRONT, GL_FILL)
	glPolygonMode(GL_BACK, GL_LINE)
	glBegin(GL_POLYGON)
	glVertex2f(0.5, -0.1)
	glVertex2f(0.2, -0.3)
	glVertex2f(0.2, -0.6)
	glVertex2f(0.5, -0.8)
	glVertex2f(0.8, -0.6)
	glVertex2f(0.8, -0.3)
	glEnd()
	
	glFlush()


glutInit()
glutInitDisplayMode(GLUT_RGBA | GLUT_SINGLE)
glutInitWindowSize(600, 600)
glutInitWindowPosition(400, 100)
glutCreateWindow("Draw")
init()
glutDisplayFunc(drawFunc)
glutMainLoop()

繪製結果：(用的都是我喜歡的顏色😁)

代碼說明

初始化
gluOrtho2D(left, right, bottom, top)：參數分別代表了窗口的邊界座標，座標範圍越大，我們看到的東西越多，但看到的也就越小

分割線
這裏沒有指定顏色，默認背景色爲黑，前景色爲白色

glBegin(GL_LINES)
	glVertex2f(-1.0, 0.0)		# 繪製橫線
	glVertex2f(1.0, 0.0)
	glVertex2f(0.0, -1.0)		# 繪製豎線
	glVertex2f(0.0, 1.0)
	glEnd()

左上區域
這裏繪製了3個點，每個點大小爲8個像素8px

右上區域
circle()函數：6-11行中circle函數用於採集以(x, y)爲圓心，以r爲半徑的圓上的點，採集n個點，採樣以theta角度爲間隔，返回值x, y爲列表；使用GL_LINE_LOOP模式繪製閉合曲線圓

def circle(x, y, r, n):
	"""返回一個圓上點的集合"""
	theta = np.linspace(0, 2*np.pi, n)	# 返回一個列表
	x += r*np.cos(theta)				# x, y也爲列表
	y += r*np.sin(theta)
	return x, y

	x, y = circle(0.5, 0.5, 0.4, 100)
	for a, b in zip(x, y):
		glVertex2f(a, b)

右下區域
55-56行這裏使用了兩行語句說明是否填充，glPolygonMode()指定了如何繪製面的方式：
GL_LINE爲只畫線
GL_FILL則是默認的填充

glPolygonMode(GL_FRONT, GL_FILL)
glPolygonMode(GL_BACK, GL_LINE)

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實例2：繪製二次曲線，修改init()和drawFuc()函數

def init():
	glClearColor(1.0, 1.0, 1.0, 1.0)
	gluOrtho2D(-5.0, 5.0, -5.0, 5.0)

def drawFuc():
	glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT)
	glPointSize(3.0)

	glColor3f(0.5, 0.5, 0.5)
	glBegin(GL_LINES)
	glVertex2f(-5.0, 0.0)
	glVertex2f(5.0, 0.0)
	glVertex2f(0.0, -5.0)
	glVertex2f(0.0, 5.0)
	glEnd()

	glColor3f(0.0, 0.0, 0.0)
	glBegin(GL_POINTS)
	for x in (i*0.1 for i in range(-50, 50)):
		y = x**2
		glVertex2f(x, y)
	glEnd()
	glFlush()

繪製結果：

對圖元的繪製學習到這裏就結束了，可以自行嘗試繪製其他類型的圖元~

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完結 cheers 🍻
參考：目光博客