在 Python 3 中与 3D 对象交互？

Question

我目前正处于用Python 3构建交互式元素周期表程序的规划阶段。这不会是一个超级高级的程序，因为我只是Python 3的初学者（4-5个月的自我训练） ).

基本上，当您单击元素周期表中的某个元素时，您将更详细地查看其属性，并且将获得我在 Blender 中创建的动画原子（电子围绕其旋转）的动态 3D 视图。 这里是我刚刚为视觉爱好者制作的一个简单模型（这里缺少很多东西，但这只是基本的外壳）。

好的，所以我的问题是：如何在 Python 3 中与 3D 对象交互？我进行了搜索，发现 PyGame 可以处理这个问题，但似乎它不是处理 3D 图形的最佳选择，而且我不确定 PyGame 是否适合此类程序。当然，有 vpython，但它不适用于 Python 3。那么我该如何做到这一点呢？

请记住，我是初学者，因此您认为可以帮助我的任何资源将不胜感激！

谢谢大家。

Answer 1

最简单的可能是使用图像和视频。

但是如果你想操纵 3D，有 PyOpenGL 和 VPython。

Answer 2

PyOpenGL 提供低级接口来显示 3D 对象。 PyOpenGL 可以与 PyQt 或 PyGame 一起使用，在 2D GUI 中实现 3D 显示。

编辑：Windows 上还有一个适用于 32 位 python 3.1 的 vpython 版本

Answer 3

Glass Engine可以帮助您在PyQt程序中添加交互式3D视口。例如，使用Glass Engine绘制氦原子：

from glass_engine import *
from glass_engine.Geometries import *
from PyQt6.QtCore import QTimer

import math

scene, camera, light = ModelView()
light.generate_shadows = False

# calculate nucleon positions
sqrt_6 = math.sqrt(6)
sqrt_2 = math.sqrt(2)
sqrt_3 = math.sqrt(3)
nucleon_positions = \
[
    0.1*glm.normalize(glm.vec3( 2/3*sqrt_2, 0, -1/3)), # 0
    0.1*glm.normalize(glm.vec3( -sqrt_2/3, sqrt_6/3, -1/3)), # 1
    0.1*glm.normalize(glm.vec3( -sqrt_2/3,   -sqrt_6/3, -1/3)), # 2
    0.1*glm.normalize(glm.vec3( 0,    0,   1)), # 3
]

# assemble He atom
He_atom = SceneNode()

# add two protons
proton1 = Sphere(radius=0.1, color=10*glm.vec3( 0.77, 0.38, 0 ))
proton1.material.shading_model = None
proton1.position = nucleon_positions[0]
He_atom.add_child(proton1)

proton2 = Sphere(radius=0.1, color=10*glm.vec3( 0.77, 0.38, 0 ))
proton2.material.shading_model = None
proton2.position = nucleon_positions[1]
He_atom.add_child(proton2)

# add two neutrons
neutron1 = Sphere(radius=0.1, color=glm.vec3( 0.71, 0.77, 0.89 ))
neutron1.position = nucleon_positions[2]
He_atom.add_child(neutron1)

neutron2 = Sphere(radius=0.1, color=glm.vec3( 0.71, 0.77, 0.89 ))
neutron2.position = nucleon_positions[3]
He_atom.add_child(neutron2)

# add two electrons
electron = Sphere(radius=0.05, color=10*glm.vec3(0.4, 0.7, 0.7))
electron.material.shading_model = None
electron.position.x = 1

electron_orbit = Circle(radius=1, color=10*glm.vec3(0.4, 0.7, 0.7), line_width=1)
electron_orbit.material.shading_model = None

electron1_base_node = SceneNode()
electron1_base_node.roll = -45
electron1_base_node.add_child(electron_orbit)
electron1_node = SceneNode()
electron1_base_node.add_child(electron1_node)
electron1_node.add_child(electron)
He_atom.add_child(electron1_base_node)

electron2_base_node = SceneNode()
electron2_base_node.roll = -135
electron2_base_node.add_child(electron_orbit)
electron2_node = SceneNode()
electron2_base_node.add_child(electron2_node)
electron2_node.add_child(electron)
He_atom.add_child(electron2_base_node)

scene.add(He_atom)

def electron_rotate():
    electron1_node.yaw += 2
    electron2_node.yaw -= 2
    camera.screen.update()

timer = QTimer()
timer.timeout.connect(electron_rotate)
timer.start(20)

camera.screen.bloom = True
camera.screen.FXAA = True
camera.screen.show()

然后你可以得到这样的结果：。

在代码中，

camera.screen

只是一个PyQt的QWidget，你可以将它布局在程序中的任何位置。

查看 Glass Engine 的完整文档https://glass-engine-doc.readthedocs.io/zh/latest