2_polyhedron_cube_render.py

"""
        Алгоритм отрисовки многогранника - куба, исп. pygame & OpenGl:

В этом алгоритме сначала определяется список вершин и соответствующих им ребер
для корректного отображения куба; Затем, исп. модуль pygame, задается холст,
на котором будет отрисовываться анимация, предварительно задав поддерждку OpenGl
флагами DOUBLEBUF & OPENGL; После этого задаются изначальные параметры отображения куба,
такие как угол бзора по оси ординат, соотношение сторон...
Далее, к делу подключается обработчик событий, который, в зависимости от НАЖАТОЙ клавиши
либо выйдет из холста, либо повернет куб в одну из сторон, в зависимости от его
текущего положения; Чтобы куб сохранял постоянную умеренную скорость вращения, на каждой
итерации беск. цикла устанавливается ожидание в 30мс, после чего и отрисовка продолжается вновь
"""


from itertools import combinations_with_replacement

import pygame
from pygame.locals import *

from OpenGL.GL import *
from OpenGL.GLU import *


cube_edges = [  # определяю набор из 12 ребер куба
    (0, 1), (0, 2), (0, 6),
    (4, 1), (4, 2), (4, 3),
    (5, 2), (5, 3), (5, 6),
    (7, 1), (7, 3), (7, 6),
]

cube_vertices = [  # определяю набор из 8 вершин куба
    *set(
        combinations_with_replacement((1, -1, 1, -1), 3)
    )
]


def render_cube() -> None:
    glBegin(GL_LINES)  # Рассматривает каждую пару вершин как независимый отрезок прямой
    for edge in cube_edges:
        for vertex in edge:
            glVertex3f(*cube_vertices[vertex])  # создаю "вершину", передав туда распакованный кортеж (x, y, z)
    glEnd()


def main():
    pygame.init()
    pygame.display.set_mode(display := (1000, 800),
                            DOUBLEBUF | OPENGL)  # устанавливаю 2 первых флага для поддержки OpenGL

    gluPerspective(90, (display[0] / display[1]), .1, 50)  # устанавливаю проекционную матрицу,
    # где 90 - угол обзора по оси ординат (fovy),
    # (1000 / 800) - cоотношение сторон, определяющее поле зрения по оси абсцисс (отношение ширины к высоте),
    # 0.1 & 50 - Расстояние от верхней плоскости экрана до ближней/дальней плоскостей отсеч.

    glTranslatef(0, 0, -5)  # умножает текущую матрицу (glMatrixMode) на матрицу перевода:
    # 1 0 0 x=0
    # 0 1 0 y=0
    # 0 0 1 z=-5
    # 0 0 0 1,    полученную из вектора перевода (x, y, z)

    while True:
        for e in pygame.event.get():  # для каждого события на итерации цикла

            if e.type == pygame.QUIT:  # устаналиваю обработку нажатия на крестик
                pygame.quit()
                exit()

            if e.type == pygame.KEYDOWN:  # устаналиваю обработку нажатия на клавишу
                keys = pygame.key.get_pressed()  # получаю список нажатых клавиш

                if keys[K_UP]:  # если нажата стрелка вверх
                    glTranslatef(0, 1, 0)  # перевожу куб как матрицу в дркгое положение по оси y, и т д...
                if keys[K_DOWN]:
                    glTranslatef(0, -1, 0)

                if keys[K_LEFT]:
                    glTranslatef(-0.5, 0, 0)
                if keys[K_RIGHT]:
                    glTranslatef(0.5, 0, 0)

        glRotatef(2, 2, 2, 3)  # устанавливаю угол и вектор вращения
        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT)  # очищает цветовой буфер

        render_cube()  # вызов отрисовки куба

        pygame.display.flip()
        pygame.time.wait(30)  # устанавливаю ожидание, чтобы куб вертелся с умеренной скоростью

        glClearColor(*(0,) * 4)  # ставлю черную заливку
        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT)  # очищает цветовой буфер


if __name__ == '__main__':
    main()