Я хочу сделать что-то вроде простого средства просмотра 3D (возможно, редактор).
Поэтому одна из моих целей - научиться вращать трехмерные объекты, например, с помощью мыши.
Я взял пример "3D Rotating Monkey Head" и изменил некоторый код в файле main.py.
Я использовал функции преобразования углов Эйлера в кватернионы и обратно - так что я достиг ближайшего результата.
Так что приложение работает почти так, как и должно (демонстрация gif на imgur)
Но есть одна досадная проблема - нежелательное вращение вдоль оси z (наклон?).
Вы можете увидеть это здесь (демо GIF на imgur)
Очевидно, что это не должно быть так.
Есть ли способ избавиться от этого наклона?
гл и кватернионы - новые темы для меня. Может быть, я сделал что-то не так.
Мой код здесь (только main.py)
from kivy.app import App
from kivy.clock import Clock
from kivy.core.window import Window
from kivy.uix.widget import Widget
from kivy.resources import resource_find
from kivy.graphics.transformation import Matrix
from kivy.graphics.opengl import *
from kivy.graphics import *
from objloader import ObjFile
#============== quat =========================================================================
import numpy as np
from math import atan2, asin, pi, cos, sin, radians, degrees
def q2e(qua):
L = (qua[0]**2 + qua[1]**2 + qua[2]**2 + qua[3]**2)**0.5
w = qua[0] / L
x = qua[1] / L
y = qua[2] / L
z = qua[3] / L
Roll = atan2(2 * (w * x + y * z), 1 - 2 * (x**2 + y**2))
if Roll < 0:
Roll += 2 * pi
temp = w * y - z * x
if temp >= 0.5:
temp = 0.5
elif temp <= -0.5:
temp = -0.5
Pitch = asin(2 * temp)
Yaw = atan2(2 * (w * z + x * y), 1 - 2 * (y**2 + z**2))
if Yaw < 0:
Yaw += 2 * pi
return [Yaw,Pitch,Roll]
def e2q(ypr):
y,p,r = ypr
roll = r / 2
pitch = p / 2
yaw = y / 2
w = cos(roll) * cos(pitch) * cos(yaw) + \
sin(roll) * sin(pitch) * sin(yaw)
x = sin(roll) * cos(pitch) * cos(yaw) - \
cos(roll) * sin(pitch) * sin(yaw)
y = cos(roll) * sin(pitch) * cos(yaw) + \
sin(roll) * cos(pitch) * sin(yaw)
z = cos(roll) * cos(pitch) * sin(yaw) + \
sin(roll) * sin(pitch) * cos(yaw)
qua = [w, x, y, z]
return qua
def mult(q1, q2):
w1, x1, y1, z1 = q1
w2, x2, y2, z2 = q2
w = w1*w2 - x1*x2 - y1*y2 - z1*z2
x = w1*x2 + x1*w2 + y1*z2 - z1*y2
y = w1*y2 + y1*w2 + z1*x2 - x1*z2
z = w1*z2 + z1*w2 + x1*y2 - y1*x2
return np.array([w, x, y, z])
def list2deg(l):
return [degrees(i) for i in l]
#=====================================================================================================
class Renderer(Widget):
def __init__(self, **kwargs):
self.last = (0,0)
self.canvas = RenderContext(compute_normal_mat=True)
self.canvas.shader.source = resource_find('simple.glsl')
self.scene = ObjFile(resource_find("monkey.obj"))
super(Renderer, self).__init__(**kwargs)
with self.canvas:
self.cb = Callback(self.setup_gl_context)
PushMatrix()
self.setup_scene()
PopMatrix()
self.cb = Callback(self.reset_gl_context)
Clock.schedule_interval(self.update_glsl, 1 / 60.)
def setup_gl_context(self, *args):
glEnable(GL_DEPTH_TEST)
def reset_gl_context(self, *args):
glDisable(GL_DEPTH_TEST)
def on_touch_down(self, touch):
super(Renderer, self).on_touch_down(touch)
self.on_touch_move(touch)
def on_touch_move(self, touch):
new_quat = e2q([0.01*touch.dx,0.01*touch.dy,0])
self.quat = mult(self.quat, new_quat)
euler_radians = q2e(self.quat)
self.roll.angle, self.pitch.angle, self.yaw.angle = list2deg(euler_radians)
print self.roll.angle, self.pitch.angle, self.yaw.angle
def update_glsl(self, delta):
asp = self.width / float(self.height)
proj = Matrix().view_clip(-asp, asp, -1, 1, 1, 100, 1)
self.canvas['projection_mat'] = proj
self.canvas['diffuse_light'] = (1.0, 1.0, 0.8)
self.canvas['ambient_light'] = (0.1, 0.1, 0.1)
def setup_scene(self):
Color(1, 1, 1, 1)
PushMatrix()
Translate(0, 0, -3)
self.yaw = Rotate(0, 0, 0, 1)
self.pitch = Rotate(0, -1, 0, 0)
self.roll = Rotate(0, 0, 1, 0)
self.quat = e2q([0,0,0])
m = list(self.scene.objects.values())[0]
UpdateNormalMatrix()
self.mesh = Mesh(
vertices=m.vertices,
indices=m.indices,
fmt=m.vertex_format,
mode='triangles',
)
PopMatrix()
class RendererApp(App):
def build(self):
return Renderer()
if __name__ == "__main__":
RendererApp().run()