python - numpy 数组的 glDrawPixels 未显示

Question

我正在尝试用opengl画康威的生命游戏。它在常规 pygame 中工作得很好，但我读到 glTexImage2D 是快速绘制数组中已有内容的方法。我已经查看了the examples and docs provided但不仅有相当多的示例链接已失效，而且它们是为 python 2 编写的，因此我什至无法在不翻译的情况下运行其中的很多链接。我注意到与大多数现代 GUI 包不同，opengl 并没有真正返回任何内容，所以我认为我只是没有正确应用纹理。 (例如，在 pygame 中，您将生成表面，然后应用返回的表面)。 conways 代码的工作原理是获取活值和死值以及 dtype，然后仅根据构造函数参数进行所有必要的检查，这意味着我可以在眨眼间将其从 ubyte 更改为 float，所以如果这是这个问题很好。

目前只是黑屏。当 pygame.display.flip() 被删除时，它只是保持白色，所以理论上正在某处绘制一些东西以将其更改为黑色。我感觉问题出在 glbindtexture 方法上，但老实说我不知道​​解决方案是什么。

我会将 conways 代码放入，以防万一有人想要运行它。在pygame模式下，我通过scale变量缩放图像，但对于opengl，我只想让它先运行，所以conways数组的大小现在将是窗口大小，因此是400。这意味着它需要一点时间，但是一旦窗口标题更新，就表明更新已完成。

opengl抽屉:

import pygame
from pygame.locals import *

from OpenGL.GL import *
from OpenGL.GLU import *
from random import random,seed
import numpy as np
from conways3 import Conways
from time import time

size = 400;
scale = 1;

conways = Conways(size,dead=0.0,alive=1.0,dtype=np.ubyte)

pygame.init()
flags = OPENGL|HWSURFACE|DOUBLEBUF
display = pygame.display.set_mode((size*scale, size*scale),flags)
########OPTIMIZATIONS##########
pygame.event.set_allowed([pygame.QUIT]);
###############################

running = True

clock = pygame.time.Clock()
t1 = t2 = t3 = 0
glEnable(GL_TEXTURE_2D)
try:
    while running:
        for event in pygame.event.get():
            if event.type == pygame.QUIT:
                running = False
        clock.tick()
        t1 = time()
        Z = conways.update()
        t2 = time()
        tid = glGenTextures(1)
        glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, tid)
        glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT,1)
        glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D,0,GL_LUMINANCE, size,size,0,GL_LUMINANCE, GL_UNSIGNED_BYTE, Z)
        glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR)
        glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR) 

    ##    surf = pygame.surfarray.make_surface(Z)
    ##    display.blit(pygame.transform.scale(surf,(size*scale, size*scale)), (0, 0))
    ##    pygame.display.update()
        pygame.display.flip()
        t3 = time()
        pygame.time.wait(10)
        pygame.display.set_caption("fps: {:.4f} calc: {:.4f} draw: {:.4f} tot: {:.4f}".format(clock.get_fps(), t2-t1, t3-t2,t3-t1))
##        print(t2-t1)
except Exception as e:
    print('-'*20)
    print(e)

pygame.quit()

康维斯:

from random import random, seed
import numpy as np
from time import time

class Conways:
    def __init__(self,size,dead=False,alive=True,dtype = np.bool8):
        seed(1)

        self.using1 = True;

        self.size = size;
        self.dead = dead;
        self.alive = alive;
        self.dtype = dtype;

        self.arr1 = np.zeros((self.size,self.size),dtype=self.dtype);
        self.arr2 = np.zeros((self.size,self.size),dtype=self.dtype);

        for i in range(self.size):
                for j in range(self.size):
                        self.arr1[i][j] = self.alive*(random() < 0.5);
    def calcNeighbors(self,arr, i, j):
            count = -1*arr[i][j];    
            for x in range(-1, 2):
                    for y in range(-1, 2):
                            count += (arr[(x+i)%self.size][(y+j)%self.size] == self.alive);
            return count;
    def calcEffi(self,arr, i, j):
            count = 0
            maxi = self.size - 1
            if i > 0:
                    count     += arr[i - 1][j] == self.alive
            if i < maxi:
                    count     += arr[i + 1][j] == self.alive
            if j > 0:
                    count     += arr[i][j - 1] == self.alive
                    if i > 0:
                            count += arr[i - 1][j - 1] == self.alive
                    if i < maxi:
                            count += arr[i + 1][j - 1] == self.alive
            if j < maxi:
                    count     += arr[i][j + 1] == self.alive
                    if i > 0:
                            count += arr[i - 1][j + 1] == self.alive
                    if i < maxi:
                            count += arr[i + 1][j + 1] == self.alive
            return count;

    def calc(self,arr1, arr2):
            for i in range(self.size):
                    for j in range(self.size):
                            neighbors = self.calcEffi(arr1, i, j);
                            if neighbors < 2 or neighbors > 3:
                                    arr2[i][j] = self.dead;
                            elif neighbors == 3:
                                    arr2[i][j] = self.alive;
                            else:
                                    arr2[i][j] = arr1[i][j];
    def update(self):
            if self.using1:
                    self.calc(self.arr1,self.arr2);
            else:
                    self.calc(self.arr2,self.arr1);
            self.using1 = not self.using1;
            return self.arr2 if self.using1 else self.arr1;

Answer 1

由于数组值在 [0, 1] 范围内，因此必须分别使用 float32 GL_FLOAT:

conways = Conways(size,dead=0.0,alive=1.0,dtype=np.float32)

glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_LUMINANCE, size, size, 0, GL_LUMINANCE, GL_FLOAT, Z)

但主要问题是你没有画任何东西。您必须在整个视口(viewport)上绘制一个四边形，并将纹理包裹在其上:

glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, tid)
glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT,1)
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_LUMINANCE, size,size, 0, GL_LUMINANCE, GL_FLOAT, Z)
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR)
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR) 

glBegin(GL_TRIANGLE_FAN)
glTexCoord2f(0, 1)
glVertex2f(-1, -1) 
glTexCoord2f(1, 1)
glVertex2f(1, -1) 
glTexCoord2f(1, 0)
glVertex2f(1, 1) 
glTexCoord2f(0, 0)
glVertex2f(-1, 1) 
glEnd()

或者使用glEnableClientState , glVertexPointer , glTexCoordPointer和 glDrawArrays绘制到视口(viewport)上:

vertices   = np.array([-1, -1, 1, -1, 1, 1, -1, 1], dtype=np.float32)
tex_coords = np.array([0, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0], dtype=np.float32)

glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY)
glVertexPointer(2, GL_FLOAT, 0, vertices)
glEnableClientState(GL_TEXTURE_COORD_ARRAY)
glTexCoordPointer(2, GL_FLOAT, 0, tex_coords)

glDrawArrays(GL_TRIANGLE_FAN, 0, 4)

glDisableClientState(GL_VERTEX_ARRAY)
glDisableClientState(GL_TEXTURE_COORD_ARRAY)

<小时/>

但请注意，通过 glBegin/glEnd 序列进行绘制以及 OpenGL 固定函数管道的客户端功能几十年来已被弃用。了解 Fixed Function Pipeline并参见Vertex Specification和 Shader最先进的渲染方式。