python渲染_Python三维软件渲染

我决定尝试在Python中使用Pygame进行一个实验，这样我就可以通过pixelarray绘制到屏幕上。我决定按照this article来钻研3D的数学

总之，我已经实现了每一个功能。我建立了矩阵和向量的数学运算，并有一些问题，但经过广泛(广泛的)测试，这些运算现在完全可以工作了(点、十字、法线、标量、平移、旋转等)。我花了相当多的时间在微软的网站上阅读这些函数如何工作的文档。因此，我的解释如下：@staticmethod

def lookAtLH(cameraTarget, cameraPosition, cameraUpVector):

zaxis = Vector.norm((cameraTarget - cameraPosition))

xaxis = Vector.norm(Vector.threeCross(cameraUpVector, zaxis))

yaxis = Vector.threeCross(zaxis, xaxis)

return Matrix ([[xaxis[0], yaxis[0], zaxis[0], 0.0],

[xaxis[1], yaxis[1], zaxis[1], 0.0],

[xaxis[2], yaxis[2], zaxis[2], 0.0],

[-Vector.dot(xaxis, cameraPosition), -Vector.dot(yaxis, cameraPosition), -Vector.dot(zaxis, cameraPosition), 1.0]])

@staticmethod

def PerspectiveFovRH(FOV, aspectRatio, NP, FP):

D = (NP - FP)

h = (1.0 / (math.tan(FOV / 2.0)))

w = (h / aspectRatio)

try:

one = FP/D

except ZeroDivisionError:

one = 0.0

try:

two = ((NP*FP)/D)

except ZeroDivisionError:

two = 0.0

return Matrix ([[w, 0.0, 0.0, 0.0],

[0.0, h, 0.0, 0.0],

[0.0, 0.0, one, -1.0],

[0.0, 0.0, two, 0.0]])

@staticmethod

def RotationYawPitchRoll(xRot, yRot, zRot):

zaxis = Matrix([[math.cos(zRot), math.sin(zRot), 0.0, 0.0],

[-math.sin(zRot), math.cos(zRot), 0.0, 0.0],

[0.0, 0.0, 1.0, 0.0],

[0.0, 0.0, 0.0, 1.0]])

yaxis = Matrix([[math.cos(yRot), 0.0, -math.sin(yRot), 0.0],

[0.0, 1.0, 0.0, 0.0],

[math.sin(yRot), 0.0, math.cos(yRot), 0.0],

[0.0, 0.0, 0.0, 1.0]])

xaxis = Matrix([[1.0, 0.0, 0.0, 0.0],

[0.0, math.cos(xRot), math.sin(xRot), 0.0],

[0.0, -math.sin(xRot), math.cos(xRot), 0.0],

[0.0, 0.0, 0.0, 1.0]])

return ((xaxis * yaxis) * zaxis)

其他的都和文章完全一样。然而，当我插入相同的点时，我观察屏幕，只看到一个随机的点斜斜斜地斜放在屏幕上。在使用一些print语句以数学方式观察过程之后，从最终生成的3d向量中提取的x和y似乎包含了一些非常大的数字，这些数字明显被剪裁(根据文章中提到的裁剪操作)而不是在屏幕上绘制的。在

我唯一的猜测是，当微软网站声明他们先执行Z轴旋转，然后x轴旋转，然后y轴旋转时，这是完全错误的(除非左手坐标系的旋转遵循不同的排序规则)。而且，即使是尝试这个或任何其他组合，我也没有得到任何结果。我知道绘图代码是可行的，我也知道矩阵和向量代码是可行的，但我猜这是数学问题？在

另一个潜在的问题代码可能是我实现的Vector3.TransformCoordinate函数。我猜这个函数只是从x，y，z坐标创建一个4x1矩阵，将w设置为1，然后将列矩阵乘以4x4变换矩阵。最后，得到的列矩阵的x和y分量将是像素的假定x和y位置。但是如果这个函数不正确的话，我可能不明白这个函数的真正作用。在

正如我所说，一切都和文章完全一样(如果它是用Python而不是C编写的话)。我发布的代码在数学上似乎是错误的。不是那样，就是我疯了。这几天我真的一次又一次地回顾了这件事。从字面上说，任何帮助都将被感激。在

编辑：以下是函数项目的Python版本：

^{pr2}$

编辑：这里是Render()函数：def Render(self, camera, meshes):

i = j = 0

meshList = [meshes]

viewMatrix = Matrix.lookAtLH(camera.Position, camera.Target, Vector([0.0, 1.0, 0.0]))

projectionMatrix = Matrix.PerspectiveFovRH(0.78, float(self.front_buffer.get_width())/float(self.front_buffer.get_height()), 0.01, 1.0)

for mesh in meshList:

worldMatrix = (Matrix.RotationYawPitchRoll(mesh.Rotation[0],

mesh.Rotation[1],

mesh.Rotation[2])