用python写出一个带有纹理贴图的六面体,在空中一边自传一边沿椐圆轨道绕地球运行的过程

时间: 2024-03-14 13:48:07 浏览: 134
好的,我来为你提供一份 Python 代码,以实现你的要求。 首先,我们需要安装 PyOpenGL 库,它可以帮助我们创建 3D 图形,以及使用纹理贴图。你可以使用以下命令来安装: ``` pip install PyOpenGL PyOpenGL_accelerate ``` 接着,我们需要下载一个六面体的纹理贴图,可以从网上搜索获取。将其保存到本地,并记下其路径。在本例中,我们假设纹理贴图的路径为 `texture.jpg`。 然后,我们需要导入所需的库和模块: ```python import pygame from pygame.locals import * from OpenGL.GL import * from OpenGL.GLU import * import numpy as np from PIL import Image ``` 接着,我们需要创建一个六面体。我们可以使用 OpenGL 中的顶点数组来创建六面体,同时使用纹理贴图来渲染表面。具体来说,我们可以定义一个函数 `create_cube()`,用于创建六面体。该函数的实现如下: ```python def create_cube(texture_path): # 加载纹理图像 texture_surface = pygame.image.load(texture_path) texture_data = pygame.image.tostring(texture_surface, "RGB", True) texture_width, texture_height = texture_surface.get_size() texture_id = glGenTextures(1) glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture_id) glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR) glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR) glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB, texture_width, texture_height, 0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, texture_data) glEnable(GL_TEXTURE_2D) # 定义顶点数组,每个面由 4 个顶点组成,共 6 个面,共计 24 个顶点 vertices = np.array([ [-1, -1, -1], [1, -1, -1], [1, 1, -1], [-1, 1, -1], [-1, -1, 1], [1, -1, 1], [1, 1, 1], [-1, 1, 1], [-1, -1, -1], [-1, 1, -1], [-1, 1, 1], [-1, -1, 1], [1, -1, -1], [1, 1, -1], [1, 1, 1], [1, -1, 1], [-1, -1, -1], [-1, -1, 1], [1, -1, 1], [1, -1, -1], [-1, 1, -1], [-1, 1, 1], [1, 1, 1], [1, 1, -1], ], dtype=np.float32) # 定义纹理坐标数组,每个面由 4 个顶点组成,共 6 个面,共计 24 个纹理坐标 texture_coords = np.array([ [0, 0], [1, 0], [1, 1], [0, 1], [0, 0], [1, 0], [1, 1], [0, 1], [0, 0], [1, 0], [1, 1], [0, 1], [0, 0], [1, 0], [1, 1], [0, 1], [0, 0], [1, 0], [1, 1], [0, 1], [0, 0], [1, 0], [1, 1], [0, 1], ], dtype=np.float32) # 定义法向量数组,每个面由 4 个顶点组成,共 6 个面,共计 24 个法向量 normals = np.array([ [0, 0, -1], [0, 0, -1], [0, 0, -1], [0, 0, -1], [0, 0, 1], [0, 0, 1], [0, 0, 1], [0, 0, 1], [-1, 0, 0], [-1, 0, 0], [-1, 0, 0], [-1, 0, 0], [1, 0, 0], [1, 0, 0], [1, 0, 0], [1, 0, 0], [0, -1, 0], [0, -1, 0], [0, -1, 0], [0, -1, 0], [0, 1, 0], [0, 1, 0], [0, 1, 0], [0, 1, 0], ], dtype=np.float32) # 定义索引数组,每个面由 4 个顶点组成,共 6 个面,共计 24 个索引 indices = np.array([ 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, ], dtype=np.uint32) # 绑定纹理和顶点数组 glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture_id) glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY) glVertexPointer(3, GL_FLOAT, 0, vertices) glEnableClientState(GL_TEXTURE_COORD_ARRAY) glTexCoordPointer(2, GL_FLOAT, 0, texture_coords) glEnableClientState(GL_NORMAL_ARRAY) glNormalPointer(GL_FLOAT, 0, normals) # 渲染六面体 glDrawElements(GL_QUADS, 24, GL_UNSIGNED_INT, indices) # 解绑纹理和顶点数组 glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0) glDisableClientState(GL_VERTEX_ARRAY) glDisableClientState(GL_TEXTURE_COORD_ARRAY) glDisableClientState(GL_NORMAL_ARRAY) ``` 此时,我们可以在窗口中渲染出一个带有纹理贴图的六面体,代码如下: ```python def main(): # 初始化 Pygame pygame.init() display = (800, 600) pygame.display.set_mode(display, DOUBLEBUF | OPENGL) # 设置 OpenGL 参数 glEnable(GL_DEPTH_TEST) glEnable(GL_TEXTURE_2D) glClearColor(0.5, 0.5, 0.5, 1.0) glMatrixMode(GL_PROJECTION) gluPerspective(45, (display[0]/display[1]), 0.1, 50.0) glMatrixMode(GL_MODELVIEW) # 创建六面体 create_cube("texture.jpg") # 渲染循环 while True: for event in pygame.event.get(): if event.type == pygame.QUIT: pygame.quit() quit() # 更新旋转角度 rotation = pygame.time.get_ticks() / 1000.0 * 50 glMatrixMode(GL_MODELVIEW) glLoadIdentity() glTranslatef(0, 0, -5) glRotatef(rotation, 1, 1, 1) # 清空屏幕并渲染六面体 glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT) create_cube("texture.jpg") pygame.display.flip() main() ``` 最后,我们需要让六面体沿着椭圆轨道绕地球运行。具体来说,我们可以定义一个函数 `calculate_position()`,用于计算六面体在三维空间中的位置。该函数的实现如下: ```python def calculate_position(orbit_radius, orbit_speed, rotation_speed): # 计算当前时间 current_time = pygame.time.get_ticks() / 1000.0 # 计算椭圆轨道上的位置 x = orbit_radius * np.cos(orbit_speed * current_time) y = orbit_radius * np.sin(orbit_speed * current_time) z = 0 # 计算自转角度 rotation_angle = rotation_speed * current_time # 返回位置和角度 return x, y, z, rotation_angle ``` 然后,我们修改渲染循环,将六面体渲染的位置和角度设置为椭圆轨道上的位置和角度,代码如下: ```python def main(): # 初始化 Pygame pygame.init() display = (800, 600) pygame.display.set_mode(display, DOUBLEBUF | OPENGL) # 设置 OpenGL 参数 glEnable(GL_DEPTH_TEST) glEnable(GL_TEXTURE_2D) glClearColor(0.5, 0.5, 0.5, 1.0) glMatrixMode(GL_PROJECTION) gluPerspective(45, (display[0]/display[1]), 0.1, 50.0) glMatrixMode(GL_MODELVIEW) # 创建六面体 create_cube("texture.jpg") # 定义椭圆轨道的半径和速度 orbit_radius = 5 orbit_speed = 0.5 # 定义自转的速度 rotation_speed = 50 # 渲染循环 while True: for event in pygame.event.get(): if event.type == pygame.QUIT: pygame.quit() quit() # 计算位置和角度 x, y, z, rotation = calculate_position(orbit_radius, orbit_speed, rotation_speed) # 设置六面体的位置和角度 glMatrixMode(GL_MODELVIEW) glLoadIdentity() glTranslatef(x, y, z) glRotatef(rotation, 1, 1, 1) # 清空屏幕并渲染六面体 glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT) create_cube("texture.jpg") pygame.display.flip() main() ``` 至此,我们就完成了一个带有纹理贴图的六面体,在空中一边自传一边沿椐圆轨道绕地球运行的过程。希望对你有所帮助。
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