pyOpenGL在pyQt5中的位置-在点云渲染中

Question

这是我关于堆栈溢出的第一个问题，很抱歉有任何错误，但我现在不知道如何处理我的问题。我正在编写一个应用程序，它使用OpenGl在pyQt5中呈现点云。我可以使用VBO渲染所有的点，但是查看点的唯一方法是将其坐标标准化为-0.5 - 0.5值。你能帮我解决这个问题吗？

这是我的密码：

def initializeGL(self):
    self.setClearColor(self.backgroundColor)
    self.object = self.makeDefaultObject()
    if not self.drawDefaultData and self.pts.size == 0: self.pts = default.pointCloud
    gl.glShadeModel(gl.GL_FLAT)
    gl.glEnable(gl.GL_DEPTH_TEST)
    gl.glEnable(gl.GL_CULL_FACE)
    self.reloadPoints()
def reloadPoints(self):
    if self.pts.size == 0:
        self.pts = default.pointCloud 
    self.vbo_disp, self.vbo_disp_clr, self.disp_count = self.loadVBO()
    self.xPos = -np.mean(self.pts, axis=0)[0]
    self.yPos = np.mean(self.pts, axis=0)[1]
    self.zPos = np.min(self.pts, axis=0)[2] -10
def paintGL(self):
    gl.glClear(gl.GL_COLOR_BUFFER_BIT | gl.GL_DEPTH_BUFFER_BIT)
    gl.glLoadIdentity()
    gl.glTranslated(self.xPos, self.yPos, self.zPos)
    gl.glScaled(self.zoomScale, self.zoomScale, self.zoomScale)
    gl.glRotated(self.xRot / 16.0, 1.0, 0.0, 0.0)
    gl.glRotated(self.yRot / 16.0, 0.0, 1.0, 0.0)
    gl.glRotated(self.zRot / 16.0, 0.0, 0.0, 1.0)
    gl.glCallList(self.object)
    if self.pts.size != 0: self.drawPointCloud()
def resizeGL(self, width, height):
    side = min(width, height)
    if side < 0:
        return

    gl.glViewport((width - side) // 2, (height - side) // 2, side,
                  side)

    gl.glMatrixMode(gl.GL_PROJECTION)
    gl.glLoadIdentity()
    gl.glOrtho(-0.5, +0.5, +0.5, -0.5, 4.0, 15.0)
    gl.glMatrixMode(gl.GL_MODELVIEW)
def drawPointCloud(self):
    gl.glPushMatrix()
    gl.glPointSize(self.pointSize)   
    glEnableClientState(gl.GL_VERTEX_ARRAY)
    glEnableClientState(gl.GL_COLOR_ARRAY)

    vtx_disp = self.vbo_disp[0]
    clr_disp = self.vbo_disp_clr[0]
    cnt_disp = self.disp_count[0]

    vtx_disp.bind()
    gl.glVertexPointer(3, gl.GL_FLOAT, 0, vtx_disp)
    vtx_disp.unbind()

    clr_disp.bind()
    gl.glColorPointer(3, gl.GL_FLOAT, 0, clr_disp)
    clr_disp.unbind()

    gl.glDrawArrays(gl.GL_POINTS, 0, cnt_disp)

    glDisableClientState(gl.GL_VERTEX_ARRAY)
    glDisableClientState(gl.GL_COLOR_ARRAY)

    gl.glPopMatrix()
def loadVBO(self):
    vtx_list = [ [] for _ in range(1) ]
    clr_list = [ [] for _ in range(1) ]        
    vtx_count = np.zeros( 1, dtype=np.int32 ) 

    vtx_count[0] = len(self.pts)
    vtx_list[0] = qlVBO.VBO( self.pts[:,:3].copy().astype(np.float32) )
    if (np.size(self.pts, 1) == 6):
        clr_list[0] = qlVBO.VBO( self.pts[:,3:].copy().astype(np.float32) / 255.0 )
    elif (np.size(self.pts, 1) == 3):
        clr_list[0] = qlVBO.VBO( np.ones([vtx_count[0],3]).astype(np.float32) )
    else:
        print("Internal error")
    vtx_count[0] = len(self.pts)

    return vtx_list, clr_list, vtx_count

我一直试图改变相机的定位方式，但没有任何结果。我认为问题在于：

gl.glOrtho(-0.5, +0.5, +0.5, -0.5, 4.0, 15.0)

但如何改变这种状况..。请帮我一把！

Answer 1

您可以在视口上看到的是三维视图卷的投影。投影矩阵定义了相对于投影到视口的观察者(查看者)的面积(体积)。

在您的例子中，您使用了一个正射投影。在正射投影中，这个区域(体积)由6个距离(左、右、下、上、近和远)定义。空间(卷)中的所有对象(点)在视口上都是“可见的”。在这个空间之外的所有对象(点)都被裁剪在卷的边框上。

..。但看到点的唯一方法是将坐标正常化为-0.5 - 0.5值.

其实你做错了。您可以更改顶点坐标(点)的比例，而不是扩展查看量。

正投影可由glOrtho设定。

gl.glOrtho(-0.5，+0.5，+0.5，-0.5，4.0，15.0)

这个设置定义了一个长方体体积与左，底部，接近od (-0.5，-0.5，4.0)和右，顶部，远的(0.5，0.5，15.0)。

增加这个体积，而不是缩放坐标：

gl.glOrtho(min_x, max_x, max_y, min_y, min_z, max_z)

我建议采取以下措施：

计算点云的轴对齐包围框，从(self.min_x，self._min_y，self.min_z)到(self.max_x，self._max_y，self.max_z)，并定义一个正正转投影，该投影定义一个长方体体积，其大小足以将所有与其方向无关的点(欧氏距离)包围起来：

ef resizeGL(self, width, height):
    side = min(width, height)
    if side < 0:
        return
    gl.glViewport((width - side) // 2, (height - side) // 2, side, side)

    dx = self.max_x - self.min_x
    dy = self.max_y - self.min_y
    dz = self.max_z - self.min_z
    dia = math.sqrt(dx*dx + dy*dy + dz*dz)

    gl.glMatrixMode(gl.GL_PROJECTION)
    gl.glLoadIdentity()
    gl.glOrtho(-dia/2, dia/2, dia/2, -dia/2, -dia/2, dia/2)
    gl.glMatrixMode(gl.GL_MODELVIEW)

计算包围框的中心，并定义一个相反方向的初始平移。翻译必须将点云的中心“移动”到世界的起源：

self.center_x = (self.min_x + self.max_x) / 2
self.center_y = (self.min_y + self.max_y) / 2
self.center_z = (self.min_z + self.max_z) / 2

self.xPos = 0
self.yPos = 0
self.zPos = 0

观看量足够大，因此没有必要缩放点(self.zoomScale = 1)。首先对点云进行缩放，然后将其平移并最终旋转是很重要的，因此旋转的支点是点云的中心：

modelview = translate * rotation * scale * translateToOrigin 

glRotate、glScale和glTranslate等矩阵变换操作定义了一个新矩阵，并将当前矩阵与新矩阵相乘。因此，操作的顺序必须是1. glTranslate 2. glRotate，3. glScale，4. glTranslate(-center)，：

def paintGL(self):
    gl.glClear(gl.GL_COLOR_BUFFER_BIT | gl.GL_DEPTH_BUFFER_BIT)
    gl.glLoadIdentity()

    gl.glTranslated(self.xPos, self.yPos, self.zPos)

    gl.glRotated(self.zRot / 16.0, 0.0, 0.0, 1.0)
    gl.glRotated(self.yRot / 16.0, 0.0, 1.0, 0.0)
    gl.glRotated(self.xRot / 16.0, 1.0, 0.0, 0.0)

    gl.glScaled(self.zoomScale, self.zoomScale, self.zoomScale)

    gl.glTranslated(-self.center_x, -self.center_y, -self.center_z)

    # [...]