Vispy，一个非常好用的Python库

Python以其简洁的语法和强大的库支持，成为了许多初学者的首选编程语言。

在众多库中，Vispy是一个专注于高性能图形绘制和交互的库，特别适合用于创建复杂的2D和3D图形界面。

本文将带你了解如何安装Vispy，掌握其常用接口，并探索一些进阶用法，同时也会提供处理异常报错的小贴士。

安装Vispy

在开始使用Vispy之前，首先需要确保Python环境已经搭建好。接下来，可以通过pip安装Vispy：

pip install vispy

安装过程中，可能会遇到一些依赖库的安装提示，按照提示操作即可。

基础用法

绘制简单的图形

首先，让我们来看一个使用Vispy绘制简单图形的例子。以下代码将创建一个窗口，并在其中绘制一个红色的圆。

import vispy
from vispy.scene import visuals

canvas = vispy.app.Canvas(size=(300, 300), show=True)
vispy.app.run()

在这个例子中，Canvas是Vispy中用于创建窗口的主要类。size参数定义了窗口的大小，show=True表示创建窗口后立即显示。

交互

Vispy提供了丰富的交互功能。例如，可以添加一个点击事件监听器，当用户点击窗口时，执行特定的操作。

from vispy import app
from vispy.scene import visuals

def on_mouse_press(event):
    print("Mouse was pressed at:", event.pos)

canvas = app.Canvas(size=(300, 300))
view = canvas.central_widget.add_view()
view.camera = 'panzoom'  # 添加可缩放的相机

sphere = visuals.Sphere(pos=(0, 0, 0), radius=0.2, color='red')
view.add(sphere)

canvas.on_mouse_press(on_mouse_press)
app.run()

在这个例子中，on_mouse_press函数被定义为鼠标点击事件的回调函数。当鼠标点击事件发生时，它会被调用，并打印出点击的位置。

进阶用法

使用Shader

Vispy支持使用GLSL（OpenGL着色语言）编写自定义着色器。这为创建具有复杂视觉效果的图形提供了可能。

from vispy import gloo

class CustomShader(gloo.Program):
    vertex_SHADER = """
    varying vec4 v_color;
    void main() {
        gl_Position = <transform>(vec4(position, 1));
        v_color = color;
    }
    """
    fragment_SHADER = """
    varying vec4 v_color;
    void main() {
        gl_FragColor = v_color;
    }
    """

shader = CustomShader()
sphere = visuals.Sphere(pos=(0, 0, 0), radius=0.2)
shader.set_uniforms(color='red')
view.add(shader('a_position', sphere))

canvas.on_draw += lambda event: shader.draw('triangles')

在这个例子中，自定义的着色器被创建并应用到了一个球体上，使得球体可以根据需要渲染出不同的效果。

动画

Vispy同样支持创建动画。以下代码展示了如何创建一个旋转的立方体。

import numpy as np

class RotatingCubeVisual(visuals.Cube):
    def __init__(self, *args, **kwargs):
        visuals.Cube(*args, **kwargs)
        self.angles = [0, 0]

    def draw(self, event):
        # Update the rotation angles
        self.angles[0] += 0.01
        self.angles[1] += 0.01
        # Apply the rotation
        matrix = np.dot(np.identity(4, dtype=np.float32),
                         np.array(vispy.visuals.quaternion_matrix(
                             vispy.vec.quaternion(0, 1, 0, 1, self.angles[0] / 2.0)),
                         np.array(vispy.visuals.quaternion_matrix(
                             vispy.vec.quaternion(1, 0, 0, 0, self.angles[1] / 2.0))))
        visuals.Cube.draw(self, event, matrix=matrix)

rotating_cube = RotatingCubeVisual()
view.add(rotating_cube)