【opengl 与 python】ogldev教程python实现 lesson 2.0 hello dots in glsl

    1.1说的不那么清楚，我还是好好努力锻炼下吧

    这次不会依次说所用函数，而是一条条代码往下读

    在读代码前，我找了比较好的可编程opengl渲染管线工作图示，图很久远了，不知道出处，请原作者见谅吧！

   

你们随便看看吧，我也不是很懂!!!^_^)

大致浏览了，我们可以看ogldev tutorial2 hello dots的python实现版本了，贴代码（讲解全在注释中）：

#Tutorial 2.0 这次内容很多很多，基本上都是关于opengl的指令，几乎未涉及图形原理（只是一个点嘛）

#考虑再三，还是把opengl全部import出来，因为opengl的函数都是以gl为前缀的，所以不会造成多少歧义，只是性能会影响点，
#不过现在也不是考虑性能的时候，舒服地学就可以了
from OpenGL.GL import * 
#这个是从pyopengl中导入的着色器编译包装，我准备在2.1进行讲解这两个函数
from OpenGL.GL.shaders import compileShader,compileProgram
#导入numpy，我们可以很方便将传入数据，有性能加成哦！
import numpy as np
#pyglet不多说了吧
import pyglet
#提供指针，不要看的头疼，因为它仅是个跑龙套的
import ctypes

#照样1.0创建一个窗口
window = pyglet.window.Window(width = 800, height = 600, caption = "tutorial 02")

#接下来就是准备着色器
#分为以下步骤，编写GLSL程序源代码，GLSL全称opengl shading language，是着色语言，我们通过字符串形式读入，
#再用opengl提供的一系列函数进行编译，链接，组成着色器程序，着色器程序运行在GPU，与我们程序相隔
#每一个着色器程序最少提供两个shader，一个是vertex shader顶点着色器，另一个是fragment shader图元着色器
#它们的工作原理以后再看，我们现在只要知道它最最基本的数据传输原理就行了
#VERT -- 顶点着色器
#FRAG -- 图元着色器
VERT = """
    #version 330 /* opengl的版本 */

    in vec3 position; /* in，表示输入，从我们的数据存储区输入到GPU,
                         vec3，代表它是三维向量，包含三个数据x，y，z，我们可以用position.x访问第一个数据
                         position，则是它在vertex shader中的名字 */

    void main(){
        gl_Position = vec4(position,1.0) ;  /* vertex shader基本任务就是计算出gl_Position值，
                                               gl_Position在标准空间中，这个以后再说
                                               注意gl_Position是vec4类型，也即包含四个数据，
                                               这里我们不改变传入的值，直接传入position，外加一个1.0（w值）
                                               另外vec4可以看作是一个构造函数*/
    //计算出了gl_Position，vertex shader就完成了最基本的任务，也就可以水过了
    //在初学的时候，千万不要从c语言的角度看待vertex shader哦，尽管它很像c
    } 
"""
FRAG = """
    #version 330 /* 同样是opengl版本 */

    out vec4 outputF; /*vertex shader的基本任务是计算顶点位置，
                        而fragment shader的基本任务就是计算每个像素的颜色值，
                        注意，vertex shader处理我们输入的数据，
                        并输出经它更改后顶点数据（不光是位置，以后我们还会看到法线，纹理坐标等），
                        而fragment shader处理的是每一个像素，也即对每一个像素进行操作。
                        */

    void main()
    {
        outputF = vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0);/* 比照下glClearColor四个参数吧 */
    } 

"""
#pyopengl给我们提供的两个着色器函数
#compile自然是编译的意思啦，我们下节翻译再??9c?compileProgram与compileShader的细节吧
shader = compileProgram(compileShader(VERT, GL_VERTEX_SHADER),
                      compileShader(FRAG,GL_FRAGMENT_SHADER))
#链接成功后就可以开始用，声明glUseProgram（shader），接下来的绘图数据都将由该着色器程序完成
glUseProgram(shader)
#从shader中获取position的位置，这里是重中之重，它代表着色器与我们程序的交流
#函数原型为 glGetAttribLocation( GLuint ( program ) , const GLchar *( name ) )-> GLint
#program就是变量所在的着色器程序，name就是它的名称
#会不会很像我们拿着纸（_position），询问（glGetAttribLocation）住在shader的叫position的变量是什么地址呢？
#最后一点：我们要在position前加b，指明我们传入的是字节byte类型，而非str类型
_position = glGetAttribLocation(shader, b"position")

#准备顶点数据
#用np.array转化list类型，并声明数据类型是np.float32，（与GLfloat不一致哦）
#通常GLfloat就是32bit，但会因为机器不同而有所改变，如果你运行错误，可以试试np.float64
VERTEX = np.array([0.0, 0.0, 0.0], np.float32)

#准备vertex buffer object
#Gen就是generate的简称，glGenBuffers就是向opengl机制说，帮我申请1个缓存，我会通过VBO来操作它
#原型是glGenBuffers( GLsizei ( n ) , GLuint * ( buffers ) )-> void
#但是pyopengl帮我们包装了下，我们只需要用VBO = glGenBuffer(n)形式，如果n大于1，则VBO是个列表
VBO = glGenBuffers(1)
#接着，glBindBuffer绑定我们申请的VBO，完成了两件事
#1.告诉了机制，我们将会把VBO指向的缓存当作GL_ARRAY_BUFFER，也即视VBO那块缓存为存储顶点数据缓存
#2.告诉机制，接下对缓存的所有操作，都作用在VBO指向的那块缓存
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO)
#到底是什么操作？比如我们用glBufferData向刚刚绑定的缓存（也即VBO）传输我们的数据VERTEX
#原型glBufferData( GLenum ( target ) , GLsizeiptr ( size ) , const GLvoid * ( data ) , GLenum ( usage ) )-> void
#第一个还是用法，表示这块缓存是存顶点数据的，第二个是数据的字节数，因为pygl的包装，我们忽略掉了这个参数
#第三个是我们要传的数据，就是刚刚定义的VERTEX，第四个数据的用法，为静态绘制，也就是我们不打算频繁改变它的值
#很简单吧
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, VERTEX, GL_STATIC_DRAW)
#对VBO缓存完成了操作，我们可以解绑定，这是一种好习惯。实际上，如果你这时再绑定其它缓存句柄，VBO同样会被解绑定。
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0)
#这条语句可以查看VBO的值，VBO只是一个句柄而已，相当于缓存的把手（好吧，无视掉这比喻(╯_╰)）
print(VBO)

#glPointSize(5.0) #如果看不清楚点的大小，请去掉第一个#，好像glPointSize被标记了“不推荐”
glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0)

@window.event
def on_draw():
    #如1.1中说，每次进入draw开始绘制前，先要擦好黑板
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT)

    #我们在上面得到了着色器中position的地址（其实不是地址），
    #于是我们可以通过_position向GPU中的position写信啦！
    #首先激活_position。就像glBindBuffer，glEnableVertexAttribArray也告诉了opengl状态机一些事
    #好像只有一件，我不太确定!!! ^_^
    #1.告诉opengl状态机，有权对_position进行设置了
    glEnableVertexAttribArray(_position)
    #设置什么呢？就是设置GPU中position读取缓存数据的方式，读哪里的缓存呢？就是读当前opengl绑定的缓存
    #之前因为我们的好习惯，我们把当前绑定的缓存清为0了，所以要重新绑定。照样用glBindBuffer。
    #接着，介绍如何设置读取缓存数据的方式
    #照样原型：glVertexAttribPointer( GLuint ( index ) , GLint ( size ) , GLenum ( type ) , 
    #           GLboolean ( normalized ) , GLsizei ( stride ) , const GLvoid * ( pointer ) )-> void
    #长的有点吓人吧？其实都是琐碎的参数啦！
    #index，就是变量所在位置，size就是每次读几个值，注意是“值”，在这个程序中是3个值，0.0，0.0，0.0，
    #type，每个值的类型，就是GLfloat，在大部分机子中是4个字节，相当于每次读3个GLfloat值
    #normalized，是否将其转化为GLfloat，因为VBO指的缓存中存的已经相当于GLfloat，所以我们写False
    #stride，就是相邻size个type数据的间隔，也即第一个与下一块数据的第一个相邻的字节数，注意是字节byte
    #我们将stride设为了0，乃们会在后续翻译中看到不同于0的值的
    #最后一个pointer，即从缓存什么位置开始读，这里，我们当然是从0位开始读啦，
    #因为传入的是指针，我们为方便起见，导入了ctypes，c_void_p(0)就是代表null
    #如果是从第12字节开始读，就是c_void_p(12)，这个还会再见的
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO)
    glVertexAttribPointer(_position, 3, GL_FLOAT, False, 0, ctypes.c_void_p(0))
    
    #终于混过了VAP的讲解，接下来就是最终绘制，之前所有的准备都是为了让glDrawArrays知道它该怎么画
    #原型：glDrawArrays( GLenum ( mode ) , GLint ( first ) , GLsizei ( count ) )-> void
    #mode，我们想画什么图元，这次是GL_POINTS，只画点图元而已，顶点和点可不一样哦，
    #就像vertex shader与fragment shader处理的东西的区别
    #first，从第几个顶点开始画，顶点自然是上面读出来的。
    #第一个读出的顶点（实际上也只有一个）就要被画成点图元，所以first设为0
    #count，指的是共有几个顶点参与绘制，1个点图元3个顶点，1个三角形图元3个顶点。这里只需1个顶点。
    glDrawArrays(GL_POINTS, 0, 1)
    #绘毕，封印_position
    glDisableVertexAttribArray(_position)
    #下面虽然是空白的，但还是隐藏着几个要点，有必要进行说明，
    #1.pyglet什么时候调用on_draw?答：当pyglet觉得有必要调用时才会调用on_draw（废话？）
    #2.只有on_draw中的指令是不会影响你屏幕的样子的，当刷屏指令执行后，屏幕才会有反应
    #而这个刷新指令，你不会看到，有pyglet自主完成
    #3.pyglet是默认双缓存的，至于什么是双缓存，额，百度吧，很简单的

#最后跑起来吧（只有一帧画面，没什么好跑的，别忘了，如果点太小，就反注释掉glPointSize哦）
pyglet.app.run()

好吧，2.0翻译到这里就结束了，byebye喽！