想要将双目照片合成立体图实现三维重建，完全没有头绪。但是对三维理解是必须的。所以将以前在单片机上运行的 3D画图 程序移植到python上。效果如下：
没有用numpy、openGL等，只用了纯math库，这样移植起来很快，只需要将原来的C代码简单修改就可以了，但代价是效率很低，后面加上图片旋转后更为明显，速度急剧下降，功耗急剧上升，台式机带起来速度都不怎么样，更别说运行在JetsonTx2开发板上了。
理论上来说，只要实现了里面的画点函数和画线函数，就可以快速移植到包括 Micropython在内的python环境中了，我的好几块Mycropython板子不知扔哪去了，之前的编程环境也不好找了，屏幕还需要现插，就不实验了。
突然发现我还有块荔枝派的堪智K210开发板，上面刷了Micropython环境，等有空移植试试。
整个程序是在以前的 3D旋转立方体 的C代码上移植过来的，新增加了任意中文字符显示函数和图片显示函数，图片显示使用了opencv。
程序中，最核心的处理部分就是以下几点：
gMAT=structure_3D() #//构建单位矩阵 gMAT=Translate3D(gMAT,-(width/2),-(height/2),0); #//平移变换矩阵 gMAT=Scale_3D(gMAT,size,size,size); #//比例变换矩阵 gMAT=Rotate_3D(gMAT,ax,ay,az); #//旋转变换矩阵 Point1=vector_matrix_MULTIPLY(Point0,gMAT) #坐标点矩阵变换，Point0即为当前点的三维坐标 PointDis=PerProject(Point1,0,0) #三维转二维计算
然后按照上面的顺序，将每个点带入Point0中，进行计算后就可以得出二维坐标下三维数据应该所在的坐标。
程序由两个文档组成，Transform.py 和 main.py 两部分，第一部分使用了pygame库，如有需要请自行更改实现为其他显示库。第二部分为展示部分，里面还实现了图片3D旋转的程序，使用了opencv库，如有需要可屏蔽或是换为其他库来实现图片的读取和计算。
程序中实现的3D显示包含：立方体，圆，取模字符，任意中文字符和彩色图片的简单3D显示。由于没有进行更高级的三维处理，所以点阵类目标（字符和图片）会出现近处的点或者放大一定倍数后有空隙的情况，如有需要请自行进行更高级的算法处理，比如将画点的大小与三维转换算法结合起来。
程序中任意中文文本的显示使用到了HZK16和HZK32两种字库，注意将路径修改为自己字库的路径下。图片显示中也需要修改图片的路径。
Transform.py 内容如下：
1 from math import * 2 import pygame 3 from pygame.locals import * 4 import time 5 import sys 6 import binascii #任意中文字符时使用到此库 7 8 ''' 9 * 文档: Transform3D.py 10 * 作者: 执念执战 11 * QQ:572314251 12 * 微信：zhinianzhizhan 13 * 原名：王成程 14 * 时间：2019-6 15 * 随梦，随心，随愿，恒执念，为梦执战，执战苍天！ 16 * 17 * 18 * 19 * 说明: 本文档是由之前的可以在单片机上实现3D显示的程序修改而来 20 * 直接运行时需要math、time、sys、pygame、binascii 等库的支持 21 * 3D算法从底层一步一步实现 22 * 所有的算法都是使用基本的math库算法实现，没有使用高级的numpy矩阵算法 23 * 所以理论上来说，只要移植好Gui_Point()函数和GUI_Line()函数，去掉需要pygame库支持的部分， 24 * 就可以移植到任意Python环境中（包括可以在单片机上运行的MicroPython环境中），只不过速度有差距 25 * 26 * 转载或使用情注明出处 27 ''' 28 29 30 31 FOCAL_DISTANCE = 512 #透视模型 32 '''基于透视投影的基本模型''' 33 34 35 36 37 SCREEN_X_MAX = 800 #屏幕的宽和高 38 SCREEN_Y_MAX = 600 39 40 BLACK=(0,0,0) 41 WHITE=(255,255,255) 42 RED=(255,0,0) 43 GREEN=(0,255,0) 44 BLUE=(0,0,255) 45 46 ForeColor = RED #前景色和背景色 47 BackColor = BLACK 48 #Screen=[[0 for i in range(SCREEN_X_MAX)] for j in range(SCREEN_Y_MAX)] #屏幕缓存 49 50 screen = pygame.display.set_mode((SCREEN_X_MAX,SCREEN_Y_MAX)) 51 52 def Gui_Point(x,y,color): 53 '''|********************************************************** 54 |**函数：Gui_Point 55 |**功能：画点函数 56 |**说明：x,y:坐标点 57 | color:颜色 58 | 若想支持其他Python环境，需要完成本函数的移植 59 | 60 | 61 |**作者： 执念执战 62 |**时间：2019-6-3 63 |*********************************************************''' 64 #Screen[(int)(y)][(int)(x)]=color 65 pygame.draw.line(screen,color,(x,y),(x+1,y),2) 66 def GUI_Line(xstart,ystart,xend,yend,color): 67 '''|********************************************************** 68 |**GUI_Line 69 |**功能：画线函数 70 |**说明：xstart,ystart:起始坐标点 71 | xend,yend:结束坐标点 72 | color:颜色 73 | 若想支持其他Python环境，需要完成本函数的移植 74 | 75 | 76 |**作者： 执念执战 77 |**时间：2019-6-3 78 |*********************************************************''' 79 pygame.draw.line(screen,color,(xstart,ystart),(xend,yend),2) 80 81 82 83 class zuobiaostruct: 84 '''坐标结构体''' 85 def __init__(self): 86 self.x=0 87 self.y=0 88 self.z=0 89 90 Cube_Size = 16.0 #立方体基本边长 91 Cube=[zuobiaostruct() for i in range(8)] 92 93 ''' 94 相当于正方形的顶点坐标。 95 修改长度可以改为长方形,或是修改边长等。 96 当然，也可修改顶点坐标为任意数据，然后对顶点坐标进行3D运算，最后按照顺序在需要的顶点之间画线，就能生成其他3D图形 97 98 ''' 99 Cube[0].x=0.0100 Cube[0].y=0.0101 Cube[0].z=0.0102 103 Cube[1].x=Cube_Size104 Cube[1].y=0.0105 Cube[1].z=0.0106 107 Cube[2].x=0.0108 Cube[2].y=Cube_Size109 Cube[2].z=0.0110 111 Cube[3].x=Cube_Size112 Cube[3].y=Cube_Size113 Cube[3].z=0.0114 115 Cube[4].x=0.0116 Cube[4].y=0.0117 Cube[4].z=Cube_Size118 119 Cube[5].x=Cube_Size120 Cube[5].y=0.0121 Cube[5].z=Cube_Size122 123 Cube[6].x=0.0124 Cube[6].y=Cube_Size125 Cube[6].z=Cube_Size126 127 Cube[7].x=Cube_Size128 Cube[7].y=Cube_Size129 Cube[7].z=Cube_Size130 '''Cube=[[0,0,0], 131 [16,0,0],132 [0,16,0],133 [16,16,0],134 135 [0,0,16],136 [16,0,16], 137 [0,16,16], 138 [16,16,16]] 139 '''140 141 142 143 144 145 146 '''147 -**************************************************************-148 3D坐标运算部分149 -**************************************************************- 150 '''151 152 153 154 155 def MATRIX_copy(sourceMAT):156 '''|**********************************************************157 |**函数：MATRIX_copy158 |**功能：矩阵拷贝159 |**说明： sourceMAT[4][4]（源矩阵，source matrix），160 | targetMAT[4][4] (目标矩阵 target matrix)161 | 边学边写162 |**作者： 执念执战163 |**时间：2015-11-29，21：52 164 |*********************************************************'''165 targetMAT=[[0.0 for i in range(4)] for n in range(4)]166 for a in range(4):167 for b in range(4):168 targetMAT[a][b]=sourceMAT[a][b] 169 return targetMAT170 171 ''172 173 def MATRIX_multiply(MAT1,MAT2):174 '''|*******************************************************175 |**函数：MATRIX_multiply176 |**功能：矩阵相乘177 |**说明： MAT1[4][4]（矩阵1），MAT2[4][4]（矩阵2），178 | newMAT[4][4] (结果矩阵 )179 | 边学边写180 |**作者： 执念执战181 |**时间：2015-11-29182 |**********************************************************'''183 newMAT=[[0.0 for i in range(4)] for n in range(4)]184 for a in range(4):185 for b in range(4):186 newMAT[a][b]=MAT1[a][0]*MAT2[0][b]+MAT1[a][1]*MAT2[1][b]+MAT1[a][2]*MAT2[2][b]+MAT1[a][3]*MAT2[3][b] 187 return newMAT188 189 190 191 def vector_matrix_MULTIPLY(Source,MAT):192 '''**********************************************************193 |**函数: vector_matrix_MULTIPLY194 |**功能：矢量与矩阵相乘195 |**说明： Source(源矢量坐标) MAT[][]（变换坐标）196 | 边学边写197 |**作者： 执念执战198 |**时间：2015-11-29199 |***********************************************************''' 200 Result=zuobiaostruct()201 Result.x=Source.x*MAT[0][0]+Source.y*MAT[1][0]+Source.z*MAT[2][0]+MAT[3][0]202 Result.y=Source.x*MAT[0][1]+Source.y*MAT[1][1]+Source.z*MAT[2][1]+MAT[3][1]203 Result.z=Source.x*MAT[0][2]+Source.y*MAT[1][2]+Source.z*MAT[2][2]+MAT[3][2]204 return Result 205 206 207 208 def structure_3D():209 '''**********************************************************210 |**函数: structure_3D211 |**功能：构造单位矩阵212 |**说明： 将一个数组构造成单位矩阵（对角线上全为1，其他为0）213 | 边学边写214 |**作者： 执念执战215 |**时间：2015-11-29216 |*********************************************************'''217 MAT=[[0.0 for i in range(4)] for i in range(4)]218 MAT[0][0]=1.0219 MAT[0][1]=0.0220 MAT[0][2]=0.0221 MAT[0][3]=0.0 #// 1 0 0 0 222 223 MAT[1][0]=0.0224 MAT[1][1]=1.0225 MAT[1][2]=0.0226 MAT[1][3]=0.0 #// 0 1 0 0227 228 MAT[2][0]=0.0229 MAT[2][1]=0.0230 MAT[2][2]=1.0231 MAT[2][3]=0.0232 #// 0 0 1 0233 MAT[3][0]=0.0234 MAT[3][1]=0.0235 MAT[3][2]=0.0236 MAT[3][3]=1.0237 #// 0 0 0 1 238 239 return MAT240 241 242 243 def Translate3D(MAT,tx, ty, tz):244 '''********************************************************245 |**函数: Translate3D246 |**功能：平移变换矩阵247 |**说明： 1:tx,ty,tz 为平移参数248 | 2：当为边长的一半的倒数时，图像绕着自己旋转，即原点在中心249 | 250 | 边学边写251 |**作者： 执念执战252 |**时间：2015-11-29253 |**********************************************************''' 254 tMAT=[[0.0 for i in range(4)] for i in range(4)]255 tMAT[0][0]=1256 tMAT[0][1]=0257 tMAT[0][2]=0258 tMAT[0][3]=0 #// 1 0 0 tx259 260 tMAT[1][0]=0261 tMAT[1][1]=1262 tMAT[1][2]=0263 tMAT[1][3]=0 #// 0 1 0 ty264 265 tMAT[2][0]=0266 tMAT[2][1]=0267 tMAT[2][2]=1268 tMAT[2][3]=0 #// 0 0 1 tz269 270 tMAT[3][0]=tx271 tMAT[3][1]=ty272 tMAT[3][2]=tz273 tMAT[3][3]=1; #// 0 0 0 1274 275 return MATRIX_multiply(MAT,tMAT)#//相乘276 277 278 279 def Scale_3D( MAT, sx, sy, sz):280 '''*******************************************************281 |**函数: Scale_3D282 |**功能：比例(scale)变换矩阵283 |**说明： 1：相对于原点上的比例变换284 | 2：sx,sy,sz 是对应轴上的缩放量285 | 3:矩阵根据三个比例进行比例变换286 | 边学边写287 |**作者： 执念执战288 |**时间：2015-11-30,7:45289 |*********************************************************'''290 tMAT=[[0.0 for i in range(4)] for i in range(4)]291 tMAT[0][0]=sx292 tMAT[0][1]=0293 tMAT[0][2]=0294 tMAT[0][3]=0 #// sx0 0 0 295 tMAT[1][0]=0296 tMAT[1][1]=sy297 tMAT[1][2]=0298 tMAT[1][3]=0 #// 0 sy0 0299 tMAT[2][0]=0300 tMAT[2][1]=0301 tMAT[2][2]=sz302 tMAT[2][3]=0 #// 0 0 sz0303 tMAT[3][0]=0304 tMAT[3][1]=0305 tMAT[3][2]=0306 tMAT[3][3]=1 #// 0 0 0 1307 return MATRIX_multiply(MAT,tMAT) # //相乘308 309 310 311 312 313 314 def Rotate_3D( MAT, ax, ay, az):315 '''**********************************************************/316 |**函数: Rotate_3D317 |**功能：旋转变换矩阵318 |**说明： 1：绕z轴旋转az度角319 | 2：az为旋转的角度量，赋正值为顺时针转320 | 3:矩阵MAT根据AZ度角进行旋转变换321 | 边学边写322 |**作者： 执念执战323 |**时间：2015-11-30,7:45324 |**********************************************************'''325 MAT1=[[0.0 for i in range(4)] for i in range(4)]326 MAT2=[[0.0 for i in range(4)] for i in range(4)]327 MATx=[[0.0 for i in range(4)] for i in range(4)]328 MATy=[[0.0 for i in range(4)] for i in range(4)]329 MATz=[[0.0 for i in range(4)] for i in range(4)]330 331 ax=(3.1415926*ax)/180.0 #//角度转换为弧度量332 ay=(3.1415926*ay)/180.0333 az=(3.1415926*az)/180.0334 '''/*****************************绕x轴旋转********************************************/'''335 336 MATx[0][0]=1337 MATx[0][1]=0338 MATx[0][2]=0339 MATx[0][3]=0 #//1 0 0 0340 MATx[1][0]=0341 MATx[1][1]=cos(ax)342 MATx[1][2]=-sin(ax)343 MATx[1][3]=0 #//0 cos(ax) -sin(ax) 0344 MATx[2][0]=0345 MATx[2][1]=sin(ax)346 MATx[2][2]=cos(ax)347 MATx[2][3]=0 #//0 sin(ax) cos(ax) 0 348 MATx[3][0]=0349 MATx[3][1]=0350 MATx[3][2]=0351 MATx[3][3]=1 #//0 0 0 1352 353 '''/*****************************绕y轴旋转********************************************/'''354 MATy[0][0]=cos(ay)355 MATy[0][1]=0356 MATy[0][2]=sin(ay)357 MATy[0][3]=0 #//cos(ay) 0 sin(ay) 0358 MATy[1][0]=0359 MATy[1][1]=1360 MATy[1][2]=0361 MATy[1][3]=0 #// 0 1 0 0362 MATy[2][0]=-sin(ay)363 MATy[2][1]=0364 MATy[2][2]=cos(ay)365 MATy[2][3]=0 #// -sin(ay) 0 cos(ay) 0366 MATy[3][0]=0367 MATy[3][1]=0368 MATy[3][2]=0369 MATy[3][3]=1 #// 0 0 0 1370 371 372 '''/*****************************绕z轴旋转********************************************/'''373 MATz[0][0]=cos(az)374 MATz[0][1]=-sin(az)375 MATz[0][2]=0376 MATz[0][3]=0 #//cos(az) -sin(az) 0 0377 MATz[1][0]=sin(az)378 MATz[1][1]=cos(az)379 MATz[1][2]=0380 MATz[1][3]=0 #// sin(az) cos(az) 0 0381 MATz[2][0]=0382 MATz[2][1]=0383 MATz[2][2]=1384 MATz[2][3]=0 #// 0 0 1 0385 MATz[3][0]=0386 MATz[3][1]=0387 MATz[3][2]=0388 MATz[3][3]=1 #// 0 0 0 1389 390 MAT1=MATRIX_multiply(MAT,MATx)391 MAT2=MATRIX_multiply(MAT1,MATy) 392 return MATRIX_multiply(MAT2,MATz) 393 #return MAT 394 395 ''' 396 /********************************************************************************/397 /*------------------------------------------------------------------------------*/398 /* 投影算法 三维转二维的相关函数 */399 /*------------------------------------------------------------------------------*/400 /********************************************************************************/ 401 '''402 403 404 405 406 407 def OrtProject(Space):408 '''********************************************************409 |**函数: OrtProject410 |**功能：透视投影（Perspective projection）411 |**说明：简单透视412 413 | 边学边写414 |**作者： 执念执战415 |**时间：2015-11-30416 |*********************************************************'''417 Screen=zuobiaostruct()418 Screen.x=(int)(Space.x)419 Screen.y=(int)(Space.y)420 421 return Screen;422 423 424 425 def PerProject( Space, XO, YO):426 '''**********************************************************/427 |**函数: PerProject428 |**功能：透视投影（Perspective projection）429 |**说明：XO,YO为投影后的图形中心的屏幕坐标430 431 | 边学边写432 |**作者： 执念执战433 |**时间：2015-11-30434 |********************************************************'''435 436 Screen=zuobiaostruct()437 if (Space.z==0):438 Space.z=0.01 #//被除数不能为零439 Screen.x=(int)(FOCAL_DISTANCE*Space.x /(Space.z+FOCAL_DISTANCE)+XO)440 Screen.y=(int)(FOCAL_DISTANCE*Space.y /(Space.z+FOCAL_DISTANCE)+YO)441 return Screen442 443 444 445 446 447 448 449 450 451 452 453 454 455 456 457 def RateCube_size( sx, sy, sz, x,y,color,X_Size=1,Y_Size=1,Z_Size=1, ratio=1):458 '''**********************************************************/459 |**函数: RateCube_size460 |**功能：显示3D的立方体461 |**说明：sx,sy,sz :角度值462 | x,y: 欲显示的坐标位置463 | X_Size,Y_Size,Z_Size：立方体的三个边长，默认为1464 | ratio:放大比例465 466 | 467 |**作者： wcc 执念执战468 |**时间：2019-6-3469 |********************************************************'''470 gMAT=[[0.0 for i in range(4)] for n in range(4)]471 temp=zuobiaostruct()472 Cube_dis=[zuobiaostruct() for i in range(8)]473 474 475 476 477 gMAT=structure_3D() #//构造为单位矩阵478 gMAT=Translate3D(gMAT,-10,-8,-8) #//平移变换矩阵,当为边长的一半的倒数时，图像绕着自己旋转，即原点在中心479 gMAT=Scale_3D(gMAT,X_Size*ratio,Y_Size*ratio,Z_Size*ratio) #//比例变换矩阵480 gMAT=Rotate_3D(gMAT,sx,sy,sz) #//旋转变换矩阵481 gMAT=Translate3D(gMAT,8,8,8) #//平移变换矩阵 x:调节距离中心点的位置，相当于下面Point0.z482 #// y：上下调动位置 ，具体根据实际修改483 484 485 for i in range(8):486 487 488 temp=vector_matrix_MULTIPLY(Cube[i],gMAT)# //矢量与矩阵相乘489 Cube_dis[i]=PerProject(temp,0,0)# //正射投影 xo,yo:position490 Cube_dis[i].x+=x491 Cube_dis[i].y+=y492 #Cube_dis[i].x+=SCREEN_X_MAX493 #Cube_dis[i].y+=SCREEN_Y_MAX494 495 496 '''将目标顶点按照预期连接起来'''497 GUI_Line(Cube_dis[0].x,Cube_dis[0].y,Cube_dis[1].x,Cube_dis[1].y,color)498 GUI_Line(Cube_dis[0].x,Cube_dis[0].y,Cube_dis[2].x,Cube_dis[2].y,color)499 GUI_Line(Cube_dis[3].x,Cube_dis[3].y,Cube_dis[1].x,Cube_dis[1].y,color)500 GUI_Line(Cube_dis[3].x,Cube_dis[3].y,Cube_dis[2].x,Cube_dis[2].y,color)501 502 503 GUI_Line(Cube_dis[0+4].x,Cube_dis[0+4].y,Cube_dis[1+4].x,Cube_dis[1+4].y,color)504 GUI_Line(Cube_dis[0+4].x,Cube_dis[0+4].y,Cube_dis[2+4].x,Cube_dis[2+4].y,color)505 GUI_Line(Cube_dis[3+4].x,Cube_dis[3+4].y,Cube_dis[1+4].x,Cube_dis[1+4].y,color)506 GUI_Line(Cube_dis[3+4].x,Cube_dis[3+4].y,Cube_dis[2+4].x,Cube_dis[2+4].y,color)507 508 509 GUI_Line(Cube_dis[0].x,Cube_dis[0].y,Cube_dis[0+4].x,Cube_dis[0+4].y,color)510 GUI_Line(Cube_dis[1].x,Cube_dis[1].y,Cube_dis[1+4].x,Cube_dis[1+4].y,color)511 GUI_Line(Cube_dis[2].x,Cube_dis[2].y,Cube_dis[2+4].x,Cube_dis[2+4].y,color)512 GUI_Line(Cube_dis[3].x,Cube_dis[3].y,Cube_dis[3+4].x,Cube_dis[3+4].y,color)513 514 515 516 517 518 Last_flg1=False519 Last_flg2=False520 Last_x1=0521 Last_y1=0522 523 Last_x2=0524 Last_y2=0525 526 527 def Rotatecircle( ax, ay, az,x, y,Z_Size, r, color ):528 '''**********************************************************/529 |**函数: Rotatecircle530 |**功能：显示3D的圆531 |**说明：sx,sy,sz :角度值532 | x,y: 欲显示的坐标位置533 | Z_Size：距旋转轴的距离534 | r:半径535 | color：颜色536 537 | 538 |**作者： wcc 执念执战539 |**时间：2019-6-3540 |********************************************************'''541 542 global Last_flg1543 global Last_flg2544 global Last_x1,Last_y1,Last_x2,Last_y2545 546 gMAT=[[0.0 for i in range(4)] for n in range(4)]547 Point0=zuobiaostruct()548 Point3=zuobiaostruct()549 550 Point1=zuobiaostruct()551 PointDis=zuobiaostruct()552 553 gMAT=structure_3D() #//构造单位矩阵554 gMAT=Translate3D(gMAT,-r,0,0) #//平移变换矩阵555 gMAT=Scale_3D(gMAT,3,3,3) #//比例变换矩阵556 gMAT=Rotate_3D(gMAT,ax,ay,az) #//旋转变换矩阵557 #gMAT=Translate3D(gMAT,-r/2,-r/2,-r/2) #//平移变换矩阵 558 559 560 561 for i in range(0,r+r+1):562 563 Point0.x=i564 Point0.y=r-(r-sqrt(r*r-(r-i)*(r-i)))565 Point0.z=0#Point0.z+Z_Size566 Point3.x=i567 Point3.y=r-(r+sqrt(r*r-(r-i)*(r-i)))568 Point3.z=0#Point3.z+Z_Size569 570 571 Point1=vector_matrix_MULTIPLY(Point0,gMAT) #//矢量与矩阵相乘 572 PointDis=PerProject(Point1,0,0) #//映射投影573 #PointDis.x+=SCREEN_X_MAX574 #PointDis.y+=SCREEN_Y_MAX #//用来解决超出屏幕后乱码的问题。去掉后顺时针转到超出左边界后会找不到坐标无限划线，575 #// 还要注意图像不要大到超过两个屏576 577 if Last_flg1 == True and i!=0:578 GUI_Line(PointDis.x+x,PointDis.y+y,Last_x1+x,Last_y1+y,color) #连接上次的保存，避免点的空隙过大579 else:580 GUI_Line(PointDis.x+x,PointDis.y+y,PointDis.x+1+x,PointDis.y+1+y,color)581 Last_x1= PointDis.x582 Last_y1= PointDis.y583 Last_flg1=True584 585 Point1=vector_matrix_MULTIPLY(Point3,gMAT) #//矢量与矩阵相乘586 PointDis=PerProject(Point1,0,0) #//映射投影587 588 #PointDis.x+=SCREEN_X_MAX589 # PointDis.y+=SCREEN_Y_MAX #//用来解决超出屏幕后乱码的问题。去掉后顺时针转到超出左边界后会找不到坐标无限划线，590 if Last_flg2 == True and i!=0:591 GUI_Line(PointDis.x+x,PointDis.y+y,Last_x2+x,Last_y2+y,color)#连接上次的保存，避免点的空隙过大592 else:593 GUI_Line(PointDis.x+x,PointDis.y+y,PointDis.x+1+x,PointDis.y+1+y,color)594 Last_x2= PointDis.x595 Last_y2= PointDis.y596 Last_flg2=True597 598 599 SETCH32X29=[[0 for i in range(128)] for i in range(4)]600 601 '''// 设置宋体小二常规， 参数中的其他选项为纵向取模，字节倒序，保留，任何时候都加零'''602 ''' 本字符集为 宽29 高 32的字符，使用时注意 32/8'''603 604 '''605 /*-- 执--*/606 /*-- 29 x32 ---*/607 '''608 SETCH32X29[0]=(0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFE,0xFE,0xFC,0x04,0x80,0x80,0x00,0x00,0x00,0xFC,609 0xFC,0xFC,0x08,0x00,0x00,0x80,0x80,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x01,610 0x81,0x81,0x81,0xFF,0xFF,0xFF,0x61,0x23,0xB3,0x93,0x82,0x82,0xFF,0xFF,0xFF,0x02,611 0x02,0xFF,0xFF,0xFF,0x03,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x03,0x03,0x03,0x01,0x01,612 0xFF,0xFF,0xFF,0x00,0x00,0x80,0xE0,0xF9,0x7F,0x1F,0x07,0x0E,0x1E,0x1C,0x1F,0x7F,613 0xFF,0xF0,0x80,0xC0,0xF8,0xF8,0x00,0x00,0x00,0x02,0x02,0x06,0x0E,0x0F,0x0F,0x0B,614 0x0C,0x07,0x03,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x03,0x03,615 0x07,0x07,0x07,0x00,616 )617 618 '''/*-- 念 --*/619 /*-- 29 x32 ---*/'''620 SETCH32X29[1]=(621 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x80,0xC0,0xE0,0xF8,0xFC,0xBE,0x1E,0x3C,622 0x70,0xE0,0xC0,0x80,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x20,0x20,0x30,623 0x18,0x18,0x0C,0x26,0x27,0x23,0x21,0x21,0x20,0x21,0x27,0x2F,0x2F,0x24,0xE0,0xF1,624 0xF1,0x73,0x27,0x06,0x0E,0x0E,0x0C,0x0C,0x04,0x00,0x00,0x00,0x80,0xC0,0xF0,0xF8,625 0x78,0x00,0xFC,0xFC,0xFC,0x0B,0x0F,0x3E,0x3C,0x1E,0x07,0x07,0x03,0xE0,0xE0,0x88,626 0x38,0xF8,0xF0,0xE0,0xC0,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x01,0x01,0x01,0x00,0x00,0x07,627 0x07,0x07,0x06,0x04,0x04,0x04,0x04,0x04,0x04,0x06,0x07,0x07,0x07,0x02,0x00,0x01,628 0x01,0x00,0x00,0x00, )629 630 '''/*-- 执--*/631 /*-- 29 x32 ---*/'''632 SETCH32X29[2]=(633 634 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFE,0xFE,0xFC,0x04,0x80,0x80,0x00,0x00,0x00,0xFC,635 0xFC,0xFC,0x08,0x00,0x00,0x80,0x80,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x01,636 0x81,0x81,0x81,0xFF,0xFF,0xFF,0x61,0x23,0xB3,0x93,0x82,0x82,0xFF,0xFF,0xFF,0x02,637 0x02,0xFF,0xFF,0xFF,0x03,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x03,0x03,0x03,0x01,0x01,638 0xFF,0xFF,0xFF,0x00,0x00,0x80,0xE0,0xF9,0x7F,0x1F,0x07,0x0E,0x1E,0x1C,0x1F,0x7F,639 0xFF,0xF0,0x80,0xC0,0xF8,0xF8,0x00,0x00,0x00,0x02,0x02,0x06,0x0E,0x0F,0x0F,0x0B,640 0x0C,0x07,0x03,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x03,0x03,641 0x07,0x07,0x07,0x00, )642 '''/*-- 战 --*/643 /*-- 29 x32 ---*/'''644 SETCH32X29[3]=(645 646 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFC,0xFC,0xFC,0x08,0x00,0x00,0x80,0x80,0x80,0x00,647 0xFE,0xFE,0xFC,0x04,0x08,0x18,0x70,0xF0,0xF0,0x60,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xC0,648 0xC0,0x80,0x80,0xFF,0xFF,0xFF,0x81,0x81,0xC9,0xC9,0xC9,0x89,0x0D,0x0F,0xFF,0xFF,649 0xF4,0x04,0x04,0xC4,0xF6,0xF7,0x63,0x66,0x04,0x00,0x00,0x00,0xFF,0xFF,0xFF,0x80,650 0x80,0x80,0x80,0x80,0x80,0xFF,0xFF,0xFF,0x00,0x00,0x80,0xC3,0xFF,0x7F,0xFC,0xFF,651 0xCF,0x07,0x01,0xF0,0xF0,0x00,0x00,0x00,0x00,0x07,0x03,0x03,0x00,0x00,0x00,0x00,652 0x00,0x08,0x0B,0x0F,0x07,0x06,0x03,0x01,0x01,0x00,0x00,0x00,0x01,0x03,0x07,0x07,653 0x0F,0x0F,0x08,0x00,)654 655 656 657 658 659 660 661 662 663 664 def Show3DCharXxY(dp,dp_x,dp_y,ax,ay,az,x,y,Z_Size,color):665 '''**********************************************************/666 |**函数: Show3DCharXxY667 |**功能：显示3D字体，需要自己取模，支持任意python环境668 |**说明：dp:字体数组的名称，为需要取模的字体。如上面的 SETCH32X29[]数组669 取模方式：设置宋体小二常规， 参数中的其他选项为纵向取模，字节倒序，保留，任何时候都加零670 dp_x,dp_y:取模字体的长宽，比如32x29的字符为：29,32/4，因为保存的字符格式为列项一个字节表示8个像素点，具体参考取模原理671 | ax,ay,az:角度值672 | x,y: 欲显示的坐标位置673 | Z_Size：距旋转轴的距离674 | color：颜色675 676 | 677 |**作者： wcc 执念执战678 |**时间：2019-6-3679 |********************************************************'''680 681 gMAT=[[0.0 for i in range(4)] for n in range(4)]682 Point0=zuobiaostruct()683 Point1=zuobiaostruct()684 PointDis=zuobiaostruct()685 686 gMAT=structure_3D() #//构建单位矩阵687 gMAT=Translate3D(gMAT,-16,-12,-6); #//平移变换矩阵688 gMAT=Scale_3D(gMAT,4,4,4); #//比例变换矩阵689 gMAT=Rotate_3D(gMAT,ax,ay,az); #//旋转变换矩阵690 #gMAT=Translate3D(gMAT,0,-8,8); #//平移变换矩阵 x:调节距离中心点的位置，相当于下面Point0.z691 #//y：上下调动位置 ，具体根据实际修改692 693 694 695 for i in range(dp_y):696 for k in range(8):697 temp = 0x01 << k698 for j in range(dp_x):699 data=dp[i*dp_x+j]700 if data & temp == temp:701 702 Point0.x=j703 Point0.y=(i*8)+k704 Point0.z =Z_Size #//此参数能够改变字符距离旋转轴中心的距离705 706 Point1=vector_matrix_MULTIPLY(Point0,gMAT)#//矢量与矩阵相乘707 PointDis=PerProject(Point1,0,0) #//映射投影708 #PointDis.x+=SCREEN_X_MAX709 #PointDis.y+=SCREEN_Y_MAX #//用来解决超出屏幕后乱码的问题。去掉后顺时针转到超出左边界后会找不到坐标无限划线，710 Gui_Point(PointDis.x+x,PointDis.y+y,color)711 712 713 714 715 716 717 def Show3D16x16Font(font,ax,ay,az,x,y,Z_Size,frontcolor,backcolor,model=0):718 '''**********************************************************/719 |**函数: Show3D16x16Font720 |**功能：显示3D的16x16字符，为从汉字库读取的字符数据，支持数千个汉字721 | 本函数需要 binascii 库的支持，不支持此库的环境无法运行本函数722 |**说明：font:欲显示的汉字，目前只支持一个字符的显示，只支持汉字的显示723 | sx,sy,sz :角度值724 | x,y: 欲显示的坐标位置725 | Z_Size：距旋转轴的距离726 | frontcolor,backcolor：颜色，前景色和背景色727 | model：显示模式，只有模式为1时才填充背景色，否则只填充前景色728 | 729 |**作者： wcc 执念执战730 |**时间：2019-6-3731 |********************************************************'''732 length = len(font)733 if length == 1: #只支持一个支付的显示734 text = font735 else:736 return737 gb2312 = text.encode('gb2312')738 hex_str = binascii.b2a_hex(gb2312)739 result = str(hex_str,encoding = 'utf-8' )740 741 area = eval('0x' + result[:2]) - 0xA0742 index = eval('0x' + result[2:]) - 0xA0743 offset = (94 * (area - 1)+ (index - 1))*32744 font_rect = None745 with open("D:/Mystudy/Python/pyGame/HZK16","rb") as f: #16x16字符集的地址746 f.seek(offset)747 font_rect = f.read(32)748 f.close()749 750 gMAT=[[0.0 for i in range(4)] for n in range(4)]751 Point0=zuobiaostruct()752 Point1=zuobiaostruct()753 PointDis=zuobiaostruct()754 755 gMAT=structure_3D() #//构建单位矩阵756 gMAT=Translate3D(gMAT,-8,-8,-8); #//平移变换矩阵757 gMAT=Scale_3D(gMAT,4,4,4); #//比例变换矩阵758 gMAT=Rotate_3D(gMAT,ax,ay,az); #//旋转变换矩阵759 #gMAT=Translate3D(gMAT,8,8,8); #//平移变换矩阵 x:调节距离中心点的位置，相当于下面Point0.z760 761 762 763 i=0764 k=0765 j=0766 XO=0767 YO=0768 769 for i in range(16):770 for k in range(8):771 temp = 0x01 << k772 for j in range(2):773 data=font_rect[i*2+j]774 if data & temp == temp:775 776 Point0.x=16-(k+(1-j)*8)777 Point0.y=i #(i*8)+k778 Point0.z=Z_Size #//此参数能够改变字符距离旋转轴中心的距离779 780 Point1=vector_matrix_MULTIPLY(Point0,gMAT)#//矢量与矩阵相乘781 PointDis=PerProject(Point1,XO,YO) #//映射投影782 #PointDis.x+=SCREEN_X_MAX783 #PointDis.y+=SCREEN_Y_MAX #//用来解决超出屏幕后乱码的问题。去掉后顺时针转到超出左边界后会找不到坐标无限划线，784 Gui_Point(PointDis.x+x,PointDis.y+y,frontcolor)785 else:786 if model ==1: #模式为1 时才会绘制底色787 Point0.x=16-(k+(1-j)*8)788 Point0.y=i #(i*8)+k789 Point0.z=Z_Size #//此参数能够改变字符距离旋转轴中心的距离790 791 Point1=vector_matrix_MULTIPLY(Point0,gMAT)#//矢量与矩阵相乘792 PointDis=PerProject(Point1,XO,YO) #//映射投影793 #PointDis.x+=SCREEN_X_MAX794 #PointDis.y+=SCREEN_Y_MAX #//用来解决超出屏幕后乱码的问题。去掉后顺时针转到超出左边界后会找不到坐标无限划线，795 Gui_Point(PointDis.x+x,PointDis.y+y,backcolor)796 797 798 799 800 801 802 803 804 def Show3D32x32Font(font,ax,ay,az,x,y,Z_Size,frontcolor,backcolor,model=0):805 '''**********************************************************/806 |**函数: Show3D32x32Font807 |**功能：显示3D的32x32字符，为从汉字库读取的字符数据，支持数千个汉字808 | 本函数需要 binascii 库的支持，不支持此库的环境无法运行本函数809 |**说明：font:欲显示的汉字，目前只支持一个字符的显示，只支持汉字的显示810 | sx,sy,sz :角度值811 | x,y: 欲显示的坐标位置812 | Z_Size：距旋转轴的距离813 | frontcolor,backcolor：颜色，前景色和背景色814 | model：显示模式，只有模式为1时才填充背景色，否则只填充前景色815 | 816 |**作者： wcc 执念执战817 |**时间：2019-6-3818 |********************************************************'''819 length = len(font)820 if length == 1: #只支持一个支付的书写821 text = font822 else:823 return 824 gb2312 = text.encode('gb2312')825 hex_str = binascii.b2a_hex(gb2312)826 result = str(hex_str,encoding = 'utf-8' )827 828 area = eval('0x' + result[:2]) - 0xA0829 index = eval('0x' + result[2:]) - 0xA0830 offset = (94 * (area - 1)+ (index - 1))*32*4831 font_rect = []*32*4832 with open("D:/Mystudy/Python/pyGame/HZK32zkkh","rb") as f:#32x32字符集的地址，HZK32wryh 为微软雅黑字体，HZK32zkkh为站酷酷黑字体833 f.seek(offset)834 font_rect = f.read(32*4)835 f.close()836 837 gMAT=[[0.0 for i in range(4)] for n in range(4)]838 #temp=zuobiaostruct()839 Point0=zuobiaostruct()840 Point1=zuobiaostruct()841 PointDis=zuobiaostruct()842 843 gMAT=structure_3D() #//构建单位矩阵844 gMAT=Translate3D(gMAT,-16,-12,-6); #//平移变换矩阵,能够调节字体相对中心轴的位置845 gMAT=Scale_3D(gMAT,4,4,4); #//比例变换矩阵846 gMAT=Rotate_3D(gMAT,ax,ay,az); #//旋转变换矩阵847 #gMAT=Translate3D(gMAT,8,8,8); #//平移变换矩阵 x:调节距离中心点的位置，相当于下面Point0.z848 849 850 851 i=0852 k=0853 j=0854 XO=0855 YO=0856 857 for i in range(32):858 for k in range(8):859 temp = 0x01 << k860 for j in range(4):861 data=font_rect[i*4+j]862 if data & temp == temp:863 864 Point0.x=32-(k+(3-j)*8)865 Point0.y=i #(i*8)+k866 Point0.z=Z_Size #//此参数能够改变字符距离旋转轴中心的距离867 868 Point1=vector_matrix_MULTIPLY(Point0,gMAT)#//矢量与矩阵相乘869 PointDis=PerProject(Point1,XO,YO) #//映射投影870 #PointDis.x+=SCREEN_X_MAX871 #PointDis.y+=SCREEN_Y_MAX #//用来解决超出屏幕后乱码的问题。去掉后顺时针转到超出左边界后会找不到坐标无限划线，872 Gui_Point(PointDis.x+x,PointDis.y+y,frontcolor)873 else:874 if model ==1: #模式为1 时才会绘制底色875 Point0.x=32-(k+(3-j)*8)876 Point0.y=i #(i*8)+k877 Point0.z=Z_Size #//此参数能够改变字符距离旋转轴中心的距离878 879 Point1=vector_matrix_MULTIPLY(Point0,gMAT)#//矢量与矩阵相乘880 PointDis=PerProject(Point1,XO,YO) #//映射投影881 #PointDis.x+=SCREEN_X_MAX882 #PointDis.y+=SCREEN_Y_MAX #//用来解决超出屏幕后乱码的问题。去掉后顺时针转到超出左边界后会找不到坐标无限划线，883 Gui_Point(PointDis.x+x,PointDis.y+y,backcolor)884 885 886 887 888 889 890 891 892 def example_1(ax,ay,az,x,y,char1,char2,forecolor,backcolor):893 '''**********************************************************/894 |**函数: example_1895 |**功能：旋转立方体 + 旋转字符，字符为取模字符，支持取模，支持其他Python环境896 | 只能显示取模字体897 |**说明：898 | ax,ay,az :角度值899 | x,y: 欲显示的坐标位置900 char1,char2：切换显示哪个字符901 | Z_Size：距旋转轴的距离902 | frontcolor,backcolor：颜色，前景色和背景色903 | 904 | 905 |**作者： wcc 执念执战906 |**时间：2019-6-3907 |********************************************************'''908 RateCube_size(ax,ay,az,x,y,forecolor,8,8,8,1)909 RateCube_size(ax,ay+45,az,x,y,forecolor,12,12,12,1)910 911 Show3DCharXxY(SETCH32X29[char1],29,4,ax,ay,az,x,y,-12,forecolor)912 Show3DCharXxY(SETCH32X29[char2],29,4,ax,ay-90,az,x,y,-12,forecolor)913 914 def example_2(ax,ay,az,x,y,char1,char2,forecolor,backcolor):915 '''**********************************************************/916 |**函数: example_2917 |**功能：旋转立方体 + 旋转字符，字符为字符集，需要库支持，需要字符集支持918 | 修改内部的 char 字符串可现实任意（字符集所支持的）中文字符919 |**说明：920 | ax,ay,az :角度值921 | x,y: 欲显示的坐标位置922 char1,char2：切换显示哪个字符923 | Z_Size：距旋转轴的距离924 | frontcolor,backcolor：颜色，前景色和背景色925 | 926 | 927 |**作者： wcc 执念执战928 |**时间：2019-6-3929 |********************************************************'''930 931 char="执念执战"932 RateCube_size(ax,ay,az,x,y,forecolor,8,8,8,1)933 RateCube_size(ax,ay,az,x,y,forecolor,12,12,12,1)934 935 Show3D32x32Font(char[char1],ax,ay%90,az,x,y,-12,forecolor,backcolor,0)936 Show3D32x32Font(char[char2],ax,ay%90-90,az,x,y,-12,forecolor,backcolor,0)937 938 def example_3(ax,ay,az,x,y,char1,char2,forecolor,backcolor):939 '''**********************************************************/940 |**函数: example_3941 |**功能：旋转的16x16的中文字符串942 | 修改内部的 char 字符串可现实任意（字符集所支持的）中文字符943 |**说明：944 | ax,ay,az :角度值945 | x,y: 欲显示的坐标位置946 char1,char2：切换显示哪个字符947 | Z_Size：距旋转轴的距离948 | frontcolor,backcolor：颜色，前景色和背景色949 | 950 | 951 |**作者： wcc 执念执战952 |**时间：2019-6-3953 |********************************************************'''954 char="任意中文字符测试"955 length = len(char)956 for i in range(length): 957 Show3D16x16Font(char[i],ax,ay,az,x+16*4*i,y,2,forecolor,backcolor,0)958 959 main.py 内容如下：
1 # -*- coding: utf-8 -*- 2 """ 3 Created on Mon Jun 3 14:41:48 2019 4 5 @author: Administrator 6 """ 7 8 9 from Transform3D import * 10 import cv2 11 12 def Pic3DShow(ax,ay,az,x,y,size): 13 '''**********************************************************/ 14 |**函数: Pic3DShow 15 |**功能：显示3D图片 16 |**说明：ax,ay,az：旋转角度 17 | x,y：显示位置 18 | size:放大倍数 19 本函数由于是使用的基础运算符，没有加速，所以图片过大时，占用运算资源较多 20 修改为numpy来进行运算会快 21 | 22 |**作者： wcc 执念执战 23 |**时间：2019-6-3 24 |********************************************************''' 25 26 27 color1=[0,0,0] 28 img=cv2.imread("D:/Mystudy/Python/pyGame/python.png") 29 width=img.shape[1] 30 height=img.shape[0] 31 32 gMAT=[[0.0 for i in range(4)] for n in range(4)] 33 Point0=zuobiaostruct() 34 Point1=zuobiaostruct() 35 PointDis=zuobiaostruct() 36 37 gMAT=structure_3D() #//构建单位矩阵 38 gMAT=Translate3D(gMAT,-(width/2),-(height/2),0); #//平移变换矩阵,绕着中心轴转 39 gMAT=Scale_3D(gMAT,size,size,size); #//比例变换矩阵，放大多少倍 40 gMAT=Rotate_3D(gMAT,ax,ay,az); #//旋转变换矩阵 41 42 43 for i in range(width): 44 for j in range(height): 45 color=img[j][i] 46 color1[0]=color[2] #将 opencv的BGR颜色转换为正常的RGB颜色 47 color1[1]=color[1] 48 color1[2]=color[0] 49 Point0.x=i 50 Point0.y=j 51 Point0.z=0 52 Point1=vector_matrix_MULTIPLY(Point0,gMAT) 53 PointDis=PerProject(Point1,0,0) 54 Gui_Point(PointDis.x+x,PointDis.y+y,color1) 55 56 57 58 SCREEN_X_MAX = 800 #屏幕的宽和高 59 SCREEN_Y_MAX = 600 60 61 BLACK=(0,0,0) 62 WHITE=(255,255,255) 63 RED=(255,0,0) 64 GREEN=(0,255,0) 65 BLUE=(0,0,255) 66 67 ForeColor = RED #前景色和背景色 68 BackColor = BLACK 69 70 71 pygame.init() 72 sx=0 73 sy=0 74 sz=0 75 turn=0 76 flg1=0 77 flg2=1 78 screen = pygame.display.set_mode((SCREEN_X_MAX,SCREEN_Y_MAX)) 79 80 while True: 81 for event in pygame.event.get(): 82 if event.type in (QUIT,KEYDOWN): 83 pygame.quit() 84 sys.exit() 85 86 sx+=1 87 sy+=1 88 sz+=1 89 turn+=1 90 if sy>89: 91 sy=0 92 flg1+=1 93 flg2+=1 94 if flg1>3: 95 flg1=0 96 if flg2>3: 97 flg2=0 98 screen.fill(BackColor) 99 example_1(0,sy,0,SCREEN_X_MAX/4,SCREEN_Y_MAX/2,flg1,flg2,ForeColor,BackColor)100 example_2(0,sy,0,SCREEN_X_MAX/2+100,SCREEN_Y_MAX/2,flg1,flg2,ForeColor,BackColor)101 example_3(0,turn,0,SCREEN_X_MAX/4,100,flg1,flg2,ForeColor,BackColor)102 Pic3DShow(0,turn,0,100,100,3)103 pygame.display.update()104 #time.sleep(30/1000) #延时，防止速度过快105 所有的代码都有基本注释，如果想要了解更详细的的3D算法的实现可以参考 等3维计算原理的讲解。
本文代码和字库及图片打包见 。
本文水平有限，内容很多词语由于知识水平问题不严谨或很离谱，但主要作为记录作用，能理解就好了，希望以后的自己和路过的大神对必要的错误提出批评与指点，对可笑的错误不要嘲笑，指出来我会改正的。
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-------------随梦，随心，随愿，执念执战，执战苍天！