【问题标题】:Trouble plotting with PyOpenGL使用 PyOpenGL 绘图时出现问题
【发布时间】:2016-02-03 23:53:56
【问题描述】:

我想使用 Qt 和 PyOpenGL 进行一些实时绘图并了解一些关于 OpenGL 的知识,但我什至无法显示我的初始测试数据。

这个想法是将 x 坐标和 y 坐标存储在不同的缓冲区中,因为 x 坐标很少改变,而 y 坐标几乎每次渲染都会改变。不幸的是,将它们放在不同的缓冲区中会给我带来问题。

现在我没有任何错误,也没有任何显示,所以我不知道该去哪里。

这是我到目前为止的绘图课程:

class GLWidget(QtOpenGL.QGLWidget):
    def __init__(self, parent=None):
        self.parent = parent
        QtOpenGL.QGLWidget.__init__(self, parent)
        self.current_position = 0

    def initializeGL(self):
        self.initGeometry()

        self.vertex_code = """
            #version 120
            attribute vec4 color;
            attribute float x_position;
            attribute float y_position;
            varying vec4 v_color;
            void main()
            {
                gl_Position = vec4(x_position, y_position, 0.0, 1.0);
                v_color = color;
            } """

        self.fragment_code = """
            #version 120
            varying vec4 v_color;
            void main()
            {
                //gl_FragColor = v_color;
                gl_FragColor = vec4(1,1,1,1);
            } """

        ## Build and activate program
        # Request program and shader slots from GPU
        self.program = GL.glCreateProgram()
        self.vertex = GL.glCreateShader(GL.GL_VERTEX_SHADER)
        self.fragment = GL.glCreateShader(GL.GL_FRAGMENT_SHADER)

        # Set shaders source
        GL.glShaderSource(self.vertex, self.vertex_code)
        GL.glShaderSource(self.fragment, self.fragment_code)

        # Compile shaders
        GL.glCompileShader(self.vertex)
        GL.glCompileShader(self.fragment)

        # Attach shader objects to the program
        GL.glAttachShader(self.program, self.vertex)
        GL.glAttachShader(self.program, self.fragment)

        # Build program
        GL.glLinkProgram(self.program)

        # Get rid of shaders (not needed anymore)
        GL.glDetachShader(self.program, self.vertex)
        GL.glDetachShader(self.program, self.fragment)

        # Make program the default program
        GL.glUseProgram(self.program)

        # Create array object
        self.vao = GL.glGenVertexArrays(1)
        GL.glBindVertexArray(self.vao)

        # Request buffer slot from GPU
        self.x_data_buffer = GL.glGenBuffers(1)
        GL.glBindBuffer(GL.GL_ARRAY_BUFFER, self.x_data_buffer)
        GL.glBufferData(GL.GL_ARRAY_BUFFER, ArrayDatatype.arrayByteCount(self.x), self.x, GL.GL_DYNAMIC_DRAW)

        self.y_data_buffer = GL.glGenBuffers(1)
        GL.glBindBuffer(GL.GL_ARRAY_BUFFER, self.y_data_buffer)
        GL.glBufferData(GL.GL_ARRAY_BUFFER, ArrayDatatype.arrayByteCount(self.y), self.y, GL.GL_DYNAMIC_DRAW)




        ## Bind attributes
        #self.stride = self.x.strides[0]
        #self.offset = ctypes.c_void_p(0)
        self.loc = GL.glGetAttribLocation(self.program, "x_position".encode('utf-8'))
        GL.glEnableVertexAttribArray(self.loc)
        GL.glBindBuffer(GL.GL_ARRAY_BUFFER, self.x_data_buffer)
        GL.glVertexAttribPointer(self.loc, 1, GL.GL_FLOAT, GL.GL_FALSE, 0, 0)

        #self.stride = self.y.strides[0]
        #self.offset = ctypes.c_void_p(0)
        self.loc = GL.glGetAttribLocation(self.program, "y_position".encode('utf-8'))
        GL.glEnableVertexAttribArray(self.loc)
        GL.glBindBuffer(GL.GL_ARRAY_BUFFER, self.y_data_buffer)
        GL.glVertexAttribPointer(self.loc, 1, GL.GL_FLOAT, GL.GL_FALSE, 0, 0)


    def resizeGL(self, width, height):
        if height == 0: height = 1

        GL.glViewport(0, 0, width, height)
        GL.glMatrixMode(GL.GL_PROJECTION)
        GL.glLoadIdentity()
        aspect = width / float(height)

        GLU.gluPerspective(45.0, aspect, 1.0, 100.0)
        GL.glMatrixMode(GL.GL_MODELVIEW)

    def paintGL(self):
        GL.glClear(GL.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL.GL_DEPTH_BUFFER_BIT)

        GL.glDrawArrays(GL.GL_LINE_STRIP, 0, self.bins)


    def initGeometry(self):
        self.bins = 1000

        self.x = np.linspace(-0.5,0.5,self.bins)
        self.y = np.array([np.sin(val*2*np.pi) for val in self.x])
        self.color = np.array([(1,1,1,1) for x in np.arange(self.bins)])


    def addPoint(self, point):
        #print('ADD POINT')
        self.y[self.current_position] = point
        if self.current_position < self.bins-1:
            self.current_position += 1
        else:
            self.current_position = 0

        return True

    def render(self):
        #print('RENDER')
        self.updateGL()
        return True

我还把程序的完整工作版本放在这里:

import sys
from PyQt5.QtWidgets import QDesktopWidget, QMainWindow, QWidget, QAction, qApp, QApplication, QHBoxLayout, QVBoxLayout, QPushButton
from PyQt5.QtCore import QTimer
from PyQt5.QtGui import QIcon
from PyQt5 import QtOpenGL

from OpenGL import GL
from OpenGL import GLU
from OpenGL.arrays.arraydatatype import ArrayDatatype

import ctypes
import numpy as np
from threading import Timer, Thread, Event

class OxySensor(QMainWindow):
    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.initUI()
        self.initActions()
        self.initMenuBar()
        self.initRenderTimer()
        self.start()

    def initUI(self):
        self.resize(800,600)
        self.center()
        self.setWindowTitle('OxySensor')

        okButton = QPushButton("OK")
        cancelButton = QPushButton("Cancel")


        hbox = QHBoxLayout()
        hbox.addStretch(1)
        hbox.addWidget(okButton)
        hbox.addWidget(cancelButton)

        vbox = QVBoxLayout()
        #vbox.addStretch(1)
        self.gl_widget = GLWidget()
        vbox.addWidget(self.gl_widget)
        vbox.addLayout(hbox)

        mainWidget = QWidget(self)
        mainWidget.setLayout(vbox)

        self.setCentralWidget(mainWidget)


        self.show()

    def initActions(self):
        self.exitAction = QAction(QIcon('images/close20.png'), '&Exit', self)
        self.exitAction.setShortcut('Ctrl+W')
        self.exitAction.setStatusTip('Exit application')
        self.exitAction.triggered.connect(self.onExit)

    def initMenuBar(self):
        menubar = self.menuBar()
        fileMenu = menubar.addMenu('&File')
        fileMenu.addAction(self.exitAction)
        return True

    def initRenderTimer(self):
        self.timer = QTimer()
        self.timer.timeout.connect(self.gl_widget.render)
        self.timer.start(100)
        return True

    def start(self):
        self.stop_flag = Event()
        self.thread = SerialPort(self.onTimerExpired, self.stop_flag)
        self.thread.start()
        self.statusBar().showMessage('Ready')

    def center(self):
        qr = self.frameGeometry()
        cp = QDesktopWidget().availableGeometry().center()
        qr.moveCenter(cp)
        self.move(qr.topLeft())
        return True

    def onTimerExpired(self):
        data = np.random.uniform(-1,1)
        self.gl_widget.addPoint(data)
        return True

    def onExit(self):
        self.close()
        return None

    def closeEvent(self,event):
        self.stop_flag.set()
        event.accept()
        return None

class GLWidget(QtOpenGL.QGLWidget):
    def __init__(self, parent=None):
        self.parent = parent
        QtOpenGL.QGLWidget.__init__(self, parent)
        self.yRotDeg = 0.0
        self.current_position = 0

    def initializeGL(self):
        self.initGeometry()

        self.vertex_code = """
            #version 120
            attribute vec4 color;
            attribute float x_position;
            attribute float y_position;
            varying vec4 v_color;
            void main()
            {
                gl_Position = vec4(x_position, y_position, 0.0, 1.0);
                v_color = color;
            } """

        self.fragment_code = """
            #version 120
            varying vec4 v_color;
            void main()
            {
                //gl_FragColor = v_color;
                gl_FragColor = vec4(1,1,1,1);
            } """

        ## Build and activate program
        # Request program and shader slots from GPU
        self.program = GL.glCreateProgram()
        self.vertex = GL.glCreateShader(GL.GL_VERTEX_SHADER)
        self.fragment = GL.glCreateShader(GL.GL_FRAGMENT_SHADER)

        # Set shaders source
        GL.glShaderSource(self.vertex, self.vertex_code)
        GL.glShaderSource(self.fragment, self.fragment_code)

        # Compile shaders
        GL.glCompileShader(self.vertex)
        GL.glCompileShader(self.fragment)

        # Attach shader objects to the program
        GL.glAttachShader(self.program, self.vertex)
        GL.glAttachShader(self.program, self.fragment)

        # Build program
        GL.glLinkProgram(self.program)

        # Get rid of shaders (not needed anymore)
        GL.glDetachShader(self.program, self.vertex)
        GL.glDetachShader(self.program, self.fragment)

        # Make program the default program
        GL.glUseProgram(self.program)

        # Create array object
        self.vao = GL.glGenVertexArrays(1)
        GL.glBindVertexArray(self.vao)

        # Request buffer slot from GPU
        self.x_data_buffer = GL.glGenBuffers(1)
        GL.glBindBuffer(GL.GL_ARRAY_BUFFER, self.x_data_buffer)
        GL.glBufferData(GL.GL_ARRAY_BUFFER, ArrayDatatype.arrayByteCount(self.x), self.x, GL.GL_DYNAMIC_DRAW)

        self.y_data_buffer = GL.glGenBuffers(1)
        GL.glBindBuffer(GL.GL_ARRAY_BUFFER, self.y_data_buffer)
        GL.glBufferData(GL.GL_ARRAY_BUFFER, ArrayDatatype.arrayByteCount(self.y), self.y, GL.GL_DYNAMIC_DRAW)




        ## Bind attributes
        #self.stride = self.x.strides[0]
        #self.offset = ctypes.c_void_p(0)
        self.loc = GL.glGetAttribLocation(self.program, "x_position".encode('utf-8'))
        GL.glEnableVertexAttribArray(self.loc)
        GL.glBindBuffer(GL.GL_ARRAY_BUFFER, self.x_data_buffer)
        GL.glVertexAttribPointer(self.loc, 1, GL.GL_FLOAT, GL.GL_FALSE, 0, 0)

        #self.stride = self.y.strides[0]
        #self.offset = ctypes.c_void_p(0)
        self.loc = GL.glGetAttribLocation(self.program, "y_position".encode('utf-8'))
        GL.glEnableVertexAttribArray(self.loc)
        GL.glBindBuffer(GL.GL_ARRAY_BUFFER, self.y_data_buffer)
        GL.glVertexAttribPointer(self.loc, 1, GL.GL_FLOAT, GL.GL_FALSE, 0, 0)


    def resizeGL(self, width, height):
        if height == 0: height = 1

        GL.glViewport(0, 0, width, height)
        GL.glMatrixMode(GL.GL_PROJECTION)
        GL.glLoadIdentity()
        aspect = width / float(height)

        GLU.gluPerspective(45.0, aspect, 1.0, 100.0)
        GL.glMatrixMode(GL.GL_MODELVIEW)

    def paintGL(self):
        GL.glClear(GL.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL.GL_DEPTH_BUFFER_BIT)

        GL.glDrawArrays(GL.GL_LINE_STRIP, 0, self.bins)


    def initGeometry(self):
        self.bins = 1000

        self.x = np.linspace(-0.5,0.5,self.bins)
        self.y = np.array([np.sin(val*2*np.pi) for val in self.x])
        self.color = np.array([(1,1,1,1) for x in np.arange(self.bins)])


    def addPoint(self, point):
        #print('ADD POINT')
        self.y[self.current_position] = point
        if self.current_position < self.bins-1:
            self.current_position += 1
        else:
            self.current_position = 0

        return True

    def render(self):
        #print('RENDER')
        self.updateGL()
        return True

class SerialPort(Thread):
    def __init__(self, callback, event):
        Thread.__init__(self)
        self.callback = callback
        self.stopped = event
        return None

    def SetInterval(self, time_in_seconds):
        self.delay_period = time_in_seconds
        return True

    def run(self):
        while not self.stopped.wait(0.1):
            self.callback()
        return True

if __name__ == '__main__':
    app = QApplication(sys.argv)
    oxy_sensor = OxySensor()
    sys.exit(app.exec_())

【问题讨论】:

  • updateGL() 方法在哪里?到目前为止发布的代码在最初创建 VBO 内容后从未真正更新它们。
  • updateGL()render() 方法中
  • 嗯,我可以看到它在那里被称为。也许我误解了一些东西,这个updateGL 是 pthon OpenGL 小部件的一些方法。如果是这样,那么我的评论就更适用了:你永远不会真正更新那些 VBO(我假设在 updateGL 中完成)。
  • 是的,我还没有写那部分,但即便如此,不应该绘制我加载到缓冲区中的初始数据吗?
  • 是的,它可能应该。到目前为止,您的 GL 代码看起来不错。想到的事情:您似乎正在使用旧的 GL 上下文(GLSL 1,20,使用伪造的gluPerspective)并且可能会遇到一个奇怪的情况:在这种情况下,只有在属性的属性数组的情况下才能绘图0 实际启用。现在,您拥有了当前未使用的 color 属性,它可能已被分配属性 0...我建议使用现代 GL >=3.2 核心配置文件上下文。如果这不可能,我建议使用 glBindAttribLocation() 明确分配位置并使用位置 0。

标签: python opengl qt5 pyopengl


【解决方案1】:

问题很可能是调用了“OpenGL.GL”函数:

GL.glVertexAttribPointer(self.loc, 1, GL.GL_FLOAT, GL.GL_FALSE, 0, 0)

请注意,最后一个值为 0(不幸的是,它在 C++ API 中不会转换为 (void *)0,而是转换为某个高地址)。您很可能是指“偏移量 0”而不是“0 对象的地址”。 IE。使用 None 代替(确实转换为 (void *)0):

GL.glVertexAttribPointer(self.loc, 1, GL.GL_FLOAT, GL.GL_FALSE, 0, None)

是的,这有点违反直觉。我花了半天的时间才弄清楚这就是我自己的代码中输出变黑的原因。

还请注意,如果您使用 Qt 函数(通过 gl = self.context().versionFunctions() 获得)而不是 OpenGL.GL 函数,它们提供的 API 略有不同,而您 实际上通过了0 当您的意思是“偏移量 0”时。

【讨论】:

  • 嘿,我已经有一段时间没有上这个网站了,但我只是想感谢您将None 传递给GL.glVertexAttribPointer() 的精彩捕获:) 感谢分享。
【解决方案2】:

你应该看看程序 Avogadro
http://avogadro.cc/wiki/Main_Page 它基于OpenGL函数。

源代码免费,可能有用。

【讨论】:

  • 始终欢迎提供指向潜在解决方案的链接,但请在链接周围添加上下文,以便您的其他用户了解它是什么以及它存在的原因。始终引用重要链接中最相关的部分,以防目标站点无法访问或永久离线。
  • ...尤其是现在链接已断开!
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