如何使用 pyqtgraph 和 OpenGL 在两个更新的 3D 点之间连接椭圆或圆柱形状？

Question

我想使用 pyqtgraph 和 OpenGL 在 3D 空间中的两个更新点之间形成一个形状。目前，我只发现可以将GLLinePlotItem 和GLMeshItem 与两点之间的顶点和平面连接起来。但是，我希望在点之间连接一个椭圆形或圆柱体形式，但我似乎无法找到一种方法来使用集成的 MeshData 球体和圆柱体，而不跳入复杂的数学、旋转矩阵和三角函数。

有没有更简单的方法，类似于 GLLinePlotItem 或 GLMeshItem？

说明我现在拥有什么，以及我想要拥有什么：

示例代码：

from pyqtgraph.Qt import QtCore, QtGui
import pyqtgraph as pg
import pyqtgraph.opengl as gl
import numpy as np
import sys
from PyQt5.QtCore import QTimer
from PyQt5.QtWidgets import QMainWindow, QApplication
from random import randint

class MainWindow(QMainWindow):
    def __init__(self):
        super().__init__()

        w = gl.GLViewWidget()
        w.show()
        w.setCameraPosition(distance=15, azimuth=-90)

        self.timer = QTimer()
        self.timer.start(1000)
        self.timer.timeout.connect(self.start)

        g = gl.GLGridItem()
        g.scale(2, 2, 1)
        w.addItem(g)


        self.md = gl.MeshData.sphere(rows=10, cols=20)
        self.m1 = gl.GLMeshItem(meshdata=self.md,
                                smooth=True,
                                color=(1, 0, 0, 0.2),
                                shader="balloon",
                                glOptions="additive")
        w.addItem(self.m1)

        self.lineMesh = gl.GLLinePlotItem(width=1, antialias=False)
        w.addItem(self.lineMesh)


    def start(self):
        # coordinates

        point1 = np.array([randint(0,25), randint(0,25), 0])
        point2 = np.array([randint(0,25), randint(0,25), 20])

        line = np.array([point1, point2])
        self.lineMesh.setData(pos=line)

        length = (((point2[0] - point1[0]) ** 2 + (point2[1] - point1[1]) ** 2 + (
                point2[2] - point1[2]) ** 2) ** 0.5)*0.5

        center = (point1 + point2) / 2
        #radius = np.linalg.norm(point2 - point1) / 2


        self.md = gl.MeshData.sphere(rows=10, cols=20, radius=[1])
        self.m1.setMeshData(meshdata=self.md)

        self.m1.resetTransform()
        self.m1.scale(1, 1, length)
        self.m1.translate(*center)



if __name__ == '__main__':
    app = QApplication(sys.argv)
    ex = MainWindow()
    ex.show()
    sys.exit(app.exec_())

Answer 1

我不认为你可以避免在这里做一些数学运算，但是三角函数还不错：

        v = point2 - point1
        theta = np.arctan2(v[1], v[0])
        phi = np.arctan2(np.linalg.norm(v[:2]), v[2])

        tr = pg.Transform3D()
        tr.translate(*point1)
        tr.rotate(theta * 180 / np.pi, 0, 0, 1)
        tr.rotate(phi * 180 / np.pi, 0, 1, 0)
        tr.scale(1, 1, np.linalg.norm(v) / 2)
        tr.translate(0, 0, 1)

        self.m1.setTransform(tr)

如果你更喜欢线性代数而不是三角函数，那也不错，虽然有点冗长：

        # pick 4 points on the untransformed sphere
        a = np.array([
            [0., 0., -1.],
            [0., 0., 1.],
            [1., 0., -1.],
            [0., 1., -1.],
        ])

        # and 4 corresponding points on the transformed sphere
        v1 = np.cross(point1-point2, [0., 0., 1.])
        v2 = np.cross(point1-point2, v1)
        b = np.array([
            point1,
            point2,
            point1 + v1 / np.linalg.norm(v1),
            point1 + v2 / np.linalg.norm(v2),
        ])

        # solve the transform mapping from a to b
        tr = pg.solve3DTransform(a, b)

        # make this transform work in opengl's homogeneous coordinate system
        tr[3,3] = 1

        self.m1.setTransform(tr)