Kivy 简明教程
Kivy - OpenGL
Kivy 框架配备了强大的图形功能,该功能建立在 OpenGL 和 SDL 指令之上。Kivy 使用 OpenGL ES 2 图形库,并基于顶点缓冲对象和着色器。“kivy.graphics.opengl”模块是 OpenGL 命令的 Python 包装器。
着色器是用户定义的程序,旨在图形处理器的某些阶段运行。着色器使用 OpenGL 着色语言 (GLSL) 编写,GLSL 是一种高级着色语言,其语法基于 C 编程语言。
在 Web 上创建图形的两个常用着色器是顶点着色器和片段(像素)着色器。
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Vertex shaders - 它们采用前一个管道阶段(例如顶点位置、颜色和光栅化像素)的输入,并自定义输出到下一个阶段。
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Fragment shaders - 它们采用所有像素的 2D 位置作为输入,并自定义每个像素的输出颜色。
有关 GLSL 的功能和语法的详细讨论超出了本教程的范围。我们将在本章中使用一个开源着色器文件 (kaleidoscope.glsl)。
#ifdef GL_ES
precision highp float;
#endif
uniform vec2 resolution;
uniform float time;
uniform sampler2D tex0;
uniform sampler2D tex1;
void main(void){
vec2 p = -1.0 + 2.0 * gl_FragCoord.xy / resolution.xy;
vec2 uv;
float a = atan(p.y,p.x);
float r = sqrt(dot(p,p));
uv.x = 7.0*a/3.1416;
uv.y = -time+ sin(7.0*r+time) + .7*cos(time+7.0*a);
float w = .5+.5*(sin(time+7.0*r)+ .7*cos(time+7.0*a));
vec3 col = texture2D(tex0,uv*.5).xyz;
gl_FragColor = vec4(col*w,1.0);
}
在我们的 Kivy 应用程序代码中,我们使用了一个 .kv 文件,该文件仅在 FloatLayout 窗口小部件的画布上绘制一个矩形。
<ShaderWidget>:
canvas:
Color:
rgb: 1, 0, 0
Rectangle:
pos: self.pos
size: self.size
此“kv”文件的 ShaderWidget 规则对应于 ShaderWidget 类。它计划在每秒后触发一次时钟间隔,以更新着色器定义中的 glsl 变量。
class ShaderWidget(FloatLayout):
fs = StringProperty(None)
def __init__(self, **kwargs):
self.canvas = RenderContext()
super(ShaderWidget, self).__init__(**kwargs)
Clock.schedule_interval(self.update_glsl, 1 / 60.)
“fs”类变量存储来自 glsl 文件的代码。kivy.graphics 模块中的 RenderContext() 方法存储绘制所需的所有必要信息,即顶点着色器和片段着色器等。
“fs”字符串属性绑定到将设置着色器的“on_fs()”方法。
def on_fs(self, instance, value):
shader = self.canvas.shader
old_value = shader.fs
shader.fs = value
if not shader.success:
shader.fs = old_value
raise Exception('failed')
每次发生计划的时钟事件时,都将调用 update_glsl() 方法。它基本上会更新应用程序窗口上每个像素的片段颜色。
def update_glsl(self, *largs):
self.canvas['time'] = Clock.get_boottime()
self.canvas['resolution'] = list(map(float, self.size))
win_rc = Window.render_context
self.canvas['projection_mat'] = win_rc['projection_mat']
self.canvas['modelview_mat'] = win_rc['modelview_mat']
self.canvas['frag_modelview_mat'] = win_rc['frag_modelview_mat']
App 类简单地从 kv 文件和类定义中加载 ShaderWidget。
Example
complete code 如下所示 -
from kivy.clock import Clock
from kivy.app import App
from kivy.uix.floatlayout import FloatLayout
from kivy.core.window import Window
from kivy.graphics import RenderContext
from kivy.properties import StringProperty
from kivy.core.window import Window
Window.size=(720,400)
file=open('kaleidoscope.glsl')
shader=file.read()
class ShaderWidget(FloatLayout):
fs = StringProperty(None)
def __init__(self, **kwargs):
self.canvas = RenderContext()
super(ShaderWidget, self).__init__(**kwargs)
Clock.schedule_interval(self.update_glsl, 1 / 60.)
def on_fs(self, instance, value):
shader = self.canvas.shader
old_value = shader.fs
shader.fs = value
if not shader.success:
shader.fs = old_value
raise Exception('failed')
def update_glsl(self, *largs):
self.canvas['time'] = Clock.get_boottime()
self.canvas['resolution'] = list(map(float, self.size)).
win_rc = Window.render_context
self.canvas['projection_mat'] = win_rc['projection_mat']
self.canvas['modelview_mat'] = win_rc['modelview_mat']
self.canvas['frag_modelview_mat'] = win_rc['frag_modelview_mat']
class 'kaleidoscopeApp(App):
title='kaleidoscope'
def build(self):
return ShaderWidget(fs=shader)
'kaleidoscopeApp().run()