Python中通过OpenGL.GL库实现渲染动态光照效果

OpenGL是一种用于渲染2D和3D图形的跨平台编程接口。在Python中，我们可以使用OpenGL.GL库来实现渲染动态光照效果。

在下面的示例中，我们将演示如何使用OpenGL.GL库来绘制一个简单的场景，并添加动态光照效果。首先，确保你已经安装了OpenGL和PyOpenGL库。然后，我们将使用Python的Pygame库来创建一个窗口并处理用户输入。

import pygame
from pygame.locals import *

from OpenGL.GL import *
from OpenGL.GL.shaders import *

import numpy as np

# 初始化Pygame
pygame.init()
width, height = 800, 600
pygame.display.set_mode((width, height), DOUBLEBUF | OPENGL)

# 创建OpenGL投影矩阵
glViewport(0, 0, width, height)
glMatrixMode(GL_PROJECTION)
glLoadIdentity()
gluPerspective(45, width / height, 0.1, 100.0)

# 创建OpenGL模型视图矩阵
glMatrixMode(GL_MODELVIEW)
glLoadIdentity()

# 加载和编译着色器程序
vertex_shader = compileShader("""
    void main() {
        gl_Position = gl_ModelViewProjectionMatrix * gl_Vertex;
    }
""", GL_VERTEX_SHADER)
fragment_shader = compileShader("""
    void main() {
        gl_FragColor = vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0);
    }
""", GL_FRAGMENT_SHADER)
shader_program = compileProgram(vertex_shader, fragment_shader)
glUseProgram(shader_program)

# 定义立方体的顶点和颜色
vertices = np.array([
    -1, -1, -1, 1, 0, 0,
    -1, -1,  1, 1, 0, 0,
    -1,  1,  1, 1, 0, 0,
     1,  1, -1, 1, 0, 0,
    -1, -1, -1, 1, 0, 0,
    -1,  1, -1, 1, 0, 0,
     1, -1,  1, 1, 0, 0,
    -1, -1, -1, 1, 0, 0,
     1, -1, -1, 1, 0, 0,
     1,  1, -1, 1, 0, 0,
     1, -1, -1, 1, 0, 0,
    -1, -1, -1, 1, 0, 0,
    -1, -1, -1, 1, 0, 0,
    -1,  1,  1, 1, 0, 0,
    -1,  1, -1, 1, 0, 0,
     1, -1,  1, 1, 0, 0,
    -1, -1,  1, 1, 0, 0,
    -1, -1, -1, 1, 0, 0,
    -1,  1,  1, 1, 0, 0,
    -1, -1,  1, 1, 0, 0,
     1, -1,  1, 1, 0, 0,
     1,  1,  1, 1, 0, 0,
     1, -1, -1, 1, 0, 0,
     1,  1, -1, 1, 0, 0,
     1, -1, -1, 1, 0, 0,
     1,  1,  1, 1, 0, 0,
     1, -1,  1, 1, 0, 0,
     1,  1,  1, 1, 0, 0,
     1,  1, -1, 1, 0, 0,
    -1,  1, -1, 1, 0, 0,
     1,  1,  1, 1, 0, 0,
    -1,  1, -1, 1, 0, 0,
    -1,  1,  1, 1, 0, 0,
     1,  1,  1, 1, 0, 0,
    -1,  1,  1, 1, 0, 0,
     1, -1,  1, 1, 0, 0
], dtype=np.float32)

# 创建并绑定顶点缓冲区对象(VBO)
vbo = glGenBuffers(1)
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbo)
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, vertices.nbytes, vertices, GL_STATIC_DRAW)

# 启用顶点属性数组
glEnableVertexAttribArray(0)
glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 24, ctypes.c_void_p(0))

# 启用颜色属性数组
glEnableVertexAttribArray(1)
glVertexAttribPointer(1, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 24, ctypes.c_void_p(12))

# 主循环
while True:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            pygame.quit()
            quit()

    # 清除颜色缓冲区
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT)

    # 旋转和平移立方体
    glRotatef(1, 3, 1, 1)
    glTranslatef(0.0, 0.0, -5.0)

    # 绘制立方体
    glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 36)

    # 刷新窗口
    pygame.display.flip()