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python - 在 python 中使用 pyqtgraph 绘制立方体

问题描述

我想在 python 中使用 pyqtgraph 绘制移动立方体（根据给定的数据集更新它们的位置）。我有一个示例代码如下，但我不知道如何绘制立方体而不是代码中使用的球体。另外，我很困惑为什么这段代码第二次运行不起作用？我必须关闭我的 spyder 然后再次打开它或重新启动内核以第二次运行代码。(win10, python3.7 spyder3.3.1)

from pyqtgraph.Qt import QtCore, QtGui
import pyqtgraph.opengl as gl
import numpy as np

app = QtGui.QApplication([])
w = gl.GLViewWidget()
w.opts['distance'] = 20
w.show()
w.setWindowTitle('pyqtgraph example: GLScatterPlotItem')

g = gl.GLGridItem()
w.addItem(g)


##
##  First example is a set of points with pxMode=False
##  These demonstrate the ability to have points with real size down to a very small scale 
## 
pos = np.empty((53, 3))
size = np.empty((53))
color = np.empty((53, 4))
pos[0] = (1,0,0); size[0] = 0.5;   color[0] = (1.0, 0.0, 0.0, 0.5)
pos[1] = (0,1,0); size[1] = 0.2;   color[1] = (0.0, 0.0, 1.0, 0.5)
pos[2] = (0,0,1); size[2] = 2./3.; color[2] = (0.0, 1.0, 0.0, 0.5)

z = 0.5
d = 6.0
for i in range(3,53):
    pos[i] = (0,0,z)
    size[i] = 2./d
    color[i] = (0.0, 1.0, 0.0, 0.5)
    z *= 0.5
    d *= 2.0

sp1 = gl.GLScatterPlotItem(pos=pos, size=size, color=color, pxMode=False)
sp1.translate(5,5,0)
w.addItem(sp1)


##
##  Second example shows a volume of points with rapidly updating color
##  and pxMode=True
##

pos = np.random.random(size=(100000,3))
pos *= [10,-10,10]
pos[0] = (0,0,0)
color = np.ones((pos.shape[0], 4))
d2 = (pos**2).sum(axis=1)**0.5
size = np.random.random(size=pos.shape[0])*10
sp2 = gl.GLScatterPlotItem(pos=pos, color=(1,1,1,1), size=size)
phase = 0.

w.addItem(sp2)


##
##  Third example shows a grid of points with rapidly updating position
##  and pxMode = False
##

pos3 = np.zeros((100,100,3))
pos3[:,:,:2] = np.mgrid[:100, :100].transpose(1,2,0) * [-0.1,0.1]
pos3 = pos3.reshape(10000,3)
d3 = (pos3**2).sum(axis=1)**0.5

sp3 = gl.GLScatterPlotItem(pos=pos3, color=(1,1,1,.3), size=0.1, pxMode=False)

w.addItem(sp3)


def update():
    ## update volume colors
    global phase, sp2, d2
    s = -np.cos(d2*2+phase)
    color = np.empty((len(d2),4), dtype=np.float32)
    color[:,3] = np.clip(s * 0.1, 0, 1)
    color[:,0] = np.clip(s * 3.0, 0, 1)
    color[:,1] = np.clip(s * 1.0, 0, 1)
    color[:,2] = np.clip(s ** 3, 0, 1)
    sp2.setData(color=color)
    phase -= 0.1

    ## update surface positions and colors
    global sp3, d3, pos3
    z = -np.cos(d3*2+phase)
    pos3[:,2] = z
    color = np.empty((len(d3),4), dtype=np.float32)
    color[:,3] = 0.3
    color[:,0] = np.clip(z * 3.0, 0, 1)
    color[:,1] = np.clip(z * 1.0, 0, 1)
    color[:,2] = np.clip(z ** 3, 0, 1)
    sp3.setData(pos=pos3, color=color)

t = QtCore.QTimer()
t.timeout.connect(update)
t.start(50)


## Start Qt event loop unless running in interactive mode.
if __name__ == '__main__':
    import sys
    if (sys.flags.interactive != 1) or not hasattr(QtCore, 'PYQT_VERSION'):
        QtGui.QApplication.instance().exec_()

标签： pythonpyqt5pyqtgraph

解决方案

进口：

from pyqtgraph.Qt import QtCore, QtGui
import pyqtgraph.opengl as gl
import numpy as np

好吧，首先，看起来你不能同时运行两个QApplications。所以而不是

app = QtGui.QApplication([])

写

app = QtGui.QApplication.instance()
if app is None:
    app = QtGui.QApplication([])

如果一个已经存在，这只会创建一个新实例而不是一个新应用程序。

现在用pyqtgraph. 您必须定义网格的顶点。对于立方体，这些是八个角：

vertexes = np.array([[1, 0, 0], #0
                     [0, 0, 0], #1
                     [0, 1, 0], #2
                     [0, 0, 1], #3
                     [1, 1, 0], #4
                     [1, 1, 1], #5
                     [0, 1, 1], #6
                     [1, 0, 1]])#7

这些只是笛卡尔坐标中角的位置。

现在我们必须定义面。这些是三角形，所以我们需要其中的 12 个作为立方体。我们在将跨越三角形的顶点的数组位置中给出三角形的角：

faces = np.array([[1,0,7], [1,3,7],
                  [1,2,4], [1,0,4],
                  [1,2,6], [1,3,6],
                  [0,4,5], [0,7,5],
                  [2,4,5], [2,6,5],
                  [3,6,5], [3,7,5]])

很可能有一个算法。现在我只是用手写的；也许我稍后会更新。

现在我们必须定义面的颜色。我们需要每个人脸的 RGBA 值；我刚刚把它变成红色：

colors = np.array([[1,0,0,1] for i in range(12)])

有了这个，我们可以创建一个GLMeshItem. 我用黑色绘制边缘，以便您可以看到三角形：

cube = gl.GLMeshItem(vertexes=vertexes, faces=faces, faceColors=colors,
                     drawEdges=True, edgeColor=(0, 0, 0, 1))

现在我们只需要添加项目并启动主循环：

w.addItem(cube)

if __name__ == '__main__':
    import sys
    if (sys.flags.interactive != 1) or not hasattr(QtCore, 'PYQT_VERSION'):
        QtGui.QApplication.instance().exec_()

您可以使用以下方法移动立方体：

cube.translate(x,y,z)

它会自动更新。当然，您可以在一个列表中拥有多个多维数据集实例。

编辑我实际上发现了一个丑陋的算法。它使用的想法是，如果三角形位于立方体的表面上，则至少一个坐标必须始终相同。新代码是：

from pyqtgraph.Qt import QtCore, QtGui
import pyqtgraph.opengl as gl
import numpy as np
import itertools

app = QtGui.QApplication.instance()
if app is None:
    app = QtGui.QApplication([])
w = gl.GLViewWidget()
w.opts['distance'] = 20
w.show()
w.setWindowTitle('A cube')

vertexes = np.array(list(itertools.product(range(2),repeat=3)))

faces = []

for i in range(2):
    temp = np.where(vertexes==i)
    for j in range(3):
        temp2 = temp[0][np.where(temp[1]==j)]
        for k in range(2):
            faces.append([temp2[0],temp2[1+k],temp2[3]])

faces = np.array(faces)

colors = np.array([[1,0,0,1] for i in range(12)])


cube = gl.GLMeshItem(vertexes=vertexes, faces=faces, faceColors=colors,
                     drawEdges=True, edgeColor=(0, 0, 0, 1))

w.addItem(cube)

if __name__ == '__main__':
    import sys
    if (sys.flags.interactive != 1) or not hasattr(QtCore, 'PYQT_VERSION'):
        QtGui.QApplication.instance().exec_()

编辑 2中的错误pyqtgraph是由于内部零除法造成的。如果你去文件MeshData.py，你会发现一个函数vertexNormals。我将第一个if语句更改为：

if self._vertexNormals is None:
    faceNorms = self.faceNormals()
    vertFaces = self.vertexFaces()
    self._vertexNormals = np.empty(self._vertexes.shape, dtype=float)
    for vindex in xrange(self._vertexes.shape[0]):
        faces = vertFaces[vindex]
        if len(faces) == 0:
            self._vertexNormals[vindex] = (0,0,0)
            continue
        norms = faceNorms[faces]  ## get all face normals
        norm = norms.sum(axis=0)       ## sum normals
        if all(norm==0):
            self._vertexNormals[vindex] = norm
            continue
        #norm /= (norm**2).sum()**0.5  ## and re-normalize
        np.true_divide(norm, (norm**2).sum()**0.5, out=norm, casting='unsafe')
        self._vertexNormals[vindex] = norm

现在它不会抛出任何错误。这是因为：

  • 我不使用看似已弃用的/=
  • 我只是continue如果向量是零向量

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