OpenGL, PyOpenGL

3 boyutlu simülasyonlar için OpenGL ünlü bir paket. Çeşitli objeler, satıhlar, onları gösteren bir kamera gibi kavramların kodlaması basit. Birkaç örnek C++ kodunu SPH yazısında gördük. Ek bazı kodlar [2]'den alınmıştır,

bouncingballs.cpp, checkeredtriangles.cpp, colorcube.cpp, cometride.cpp, fish.cpp, litsolids.cpp, moon.cpp, robotarm.cpp, sierpinski2d.cpp, sierpinski3d.cpp, spinningsquare.cpp, tetrahedron.cpp, torus.cpp, triangle.cpp

Derlemek icin

sudo apt-get install mesa-common-dev libgl1-mesa-dev libglu1-mesa-dev freeglut3-dev

Sonra

g++ dosya.cpp -lX11 -lGL -lGLU -lglut -g -Wall -O2 -o islet.exe

Alttaki kodlarda [2]'den alınan bir uçuş simulatörü var

fly.cpp geometry.h landscape.cpp landscape.h ship.h

Derlemek icin

g++ -c landscape.cpp -o landscape.o -lX11 -lGL -lGLU -lglut -g -Wall -O2 
g++ fly.cpp -g -Wall -O2 -o r.exe -lX11 -lGL -lGLU -lglut landscape.o

Python

Kurulus

pip install PyOpenGL==3.1.0

[1] kodu baz alınarak bir topun düşüşünü, duvarlara, yere çarpmasını simüle eden bir kod altta görülüyor. Top sayısını self.n ile arttırabiliriz.

from OpenGL.GL import *
from OpenGL.GLU import *
from OpenGL.GLUT import *
from random import random
from PIL import Image
from PIL import ImageOps
import sys

class Simulation:
    def __init__(self):
        self.i = 0
        self.n   = 1
        self.r   = 0.1
        self.g   = 9.8
        self.dt  = 0.01
        self.cor = 0.6
        self.balls = []
        self.tm  = 0.0
        self.th  = 0.0
        self.mmax =  1.0-self.r
        self.mmin = -1.0+self.r
        self.right = False
        self.left = False

    def init(self):
        for i in range(self.n):
            p = [
                self.mmin + random()*(self.mmax-self.mmin),
                self.mmin + random()*(self.mmax-self.mmin),
                0.9]
            v = [
                -1.5 + random()*3.0,
                -1.5 + random()*3.0,
                -1.0 + random()*2.0]
            self.balls.append({'pos':p,'vel':v})
        tm = 0.0

        glEnable(GL_LIGHTING)
        glEnable(GL_LIGHT0)
        glEnable(GL_DEPTH_TEST)
        glClearColor(1.0,1.0,1.0,1.0)

        glMatrixMode(GL_PROJECTION)
        glLoadIdentity()
        gluPerspective(60.0,1.0,1.0,50.0)
        glTranslatef(0.0,0.0,-3.5)
        glMatrixMode(GL_MODELVIEW)
        glLoadIdentity()

    def update(self):
        for b in self.balls:
            b['vel'][2] += -self.g*self.dt
            b['pos'][0] += b['vel'][0]*self.dt
            b['pos'][1] += b['vel'][1]*self.dt
            b['pos'][2] += b['vel'][2]*self.dt

            if (abs(b['pos'][0]) >= self.mmax):
                b['vel'][0] *= -self.cor
                if b['pos'][0] < 0:
                    b['pos'][0] = self.mmin
                else:
                    b['pos'][0] = self.mmax

            if (abs(b['pos'][1]) >= self.mmax):
                b['vel'][1] *= -self.cor
                if b['pos'][1] < 0:
                    b['pos'][1] = self.mmin
                else:
                    b['pos'][1] = self.mmax

            if (abs(b['pos'][2]) >= self.mmax):
                b['vel'][2] *= -self.cor
                if b['pos'][2] < 0:
                    b['pos'][2] = self.mmin
                else:
                    b['pos'][2] = self.mmax

        # kamerayi saga sola dondurmek icin
        if self.right:
            self.th += 0.2
            if self.th>360.0:
                self.th -= 360.0

        if self.left:
            self.th -= 0.2
            if self.th>360.0:
                self.th -= 360.0

        glutPostRedisplay()

    def display(self):
        glClear( GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT)
        glPushMatrix()
        glRotatef(self.th,0.0,1.0,0.0)
        glRotatef(90.0,-1.0,0.0,0.0)
        glutWireCube(2.0)
        for b in self.balls:
            glPushMatrix()
            glTranslatef(b['pos'][0],b['pos'][1],b['pos'][2])
            glutSolidSphere(self.r,50,50)
            glPopMatrix()
        glPopMatrix()
        glutSwapBuffers()

    # her 40'inci resmi diske png olarak yaz
        if self.i % 40 == 0: 
            width,height = 640,480
            data = glReadPixels(0, 0, width, height, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE)
            image = Image.frombytes("RGBA", (width, height), data)
            image = ImageOps.flip(image)
            image.save('/tmp/glutout-%03d.png' % self.i, 'PNG')
        self.i += 1

    def mouse(self,button,state,x,y):
        if button == GLUT_LEFT_BUTTON:
            self.right = not state
        elif button == GLUT_RIGHT_BUTTON:
            self.left = not state

if __name__ == '__main__':
    s = Simulation()
    glutInit(())    
    glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH)
    glutInitWindowSize(500,500)
    glutCreateWindow("GLUT Bouncing Ball in Python")
    glutDisplayFunc(s.display)
    glutIdleFunc(s.update)
    glutMouseFunc(s.mouse)
    s.init()
    glutMainLoop()

Sonuc

Dikkat üstteki kodda duvar çarpım fiziği var fakat topların birbirine çarpma fiziği yok.

Görüntüsüz (Headless) İsletmek

Bazen uzun sürebilecek, ya da otomize şekilde script içinden grafik rutinleri çağırmak isteyebiliriz, ve program işlerken bir pencere açılip görüntü gösterilsin istemiyoruz. Bu durumda normal bir Unix script çağırır gibi OpenGL ya da PyOpenGL çağrıları yapabiliriz, görüntüyü işletim sistemi seviyesine yakalayıp göstermemek lazım. xvfb ile bunu yapabiliriz, Ubuntu'da

sudo apt-get install xvfb

İşletmek için

xvfb-run -s "-screen 0 1x1x24"  python -u script.py

Görüntü gösterilmeyecek fakat program işleyecek, eğer kod içinde png dosyaları yazıyorsak mesela bunların normal olduğu gibi üretildiğini göreceğiz. .

Kaynaklar

[1] http://fab.cba.mit.edu/classes/864.05/people/knorton/01-balls/

[2] https://cs.lmu.edu/~ray/notes/openglexamples/

Yukarı