VPython三维仿真（NO.2）图像操作与基础模型

场景图像基本操作

可对在浏览器中渲染的场景进行旋转、缩放、平移操作。球体不易看到旋转过程，可使用正方体练习对图像的基本操作，掌握了对场景图像的基本操作后，下一节介绍导入三维模型后可对三维模型进行观察。

对场景操作方法如下：

旋转图像：Ctrl+鼠标左键+拖动光标

缩放图像：Alt+鼠标左键+上下拖动光标或鼠标滚轮

平移图像：Shift+鼠标左键+拖动光标

生成正方形的代码如下，生成的场景图像如图1。

from vpython import *
box()

图1

根据以上操作尝试对场景图像旋转、缩放、平移。

基本模型

在https://www.vpython.org/首页（图2）点击Documentation，进入VPython帮助文档（图3）。左侧Choose a 3D Object下拉列表框为VPython中的基础模型，包括箭头arrow、立方体box、圆锥体cone、曲线curve等17种。

图2

图3

基础模型函数不带参数可建立长度为1的模型，如：

sphere() #直径为1的球体box() #边长为1的正方体

几何体模型通常包含两个2个参数，位置pos和轴指向axis，这两个参数接受向量，创建向量函数为：vector(x,y,z)

不同的几何体基础模型包括不同的其他参数，如球体还接受半径radius参数，圆柱体还接受长度length参数。如：

在位置（1,2,1）处绘制半径为0.5的球体，命名为Ball，以后在代码中Ball就代表该球体。

Ball=sphere(pos=vector(1,2,1),radius=0.5)

以下在位置（0,2,1）处绘制半径2，长度15，黄色（vec为标量，三个分量为R、G、B三种颜色）的圆柱体，圆柱体轴线向量为(1,2,3)，圆柱体命名为Rod，如图4，图4中的图像为浏览器渲染完成的图像，未对圆柱体进行旋转。

from vpython import *Rod=cylinder(pos=vector(0,2,1),axis=vector(1,2,3),radius=2,length=15,color=vec(1,1,0))

基础模型还包括文字text、标签label、光源light，具体使用方法可参考帮助文档。

图4

复杂模型

最后一种vertex/triangle/quad是构建复杂模型的基础，从外部导入的模型都是由大量的三角形构成。大量三角形顶角相互连接，围成复杂的模型，这也是大多数三维设计软件构建复杂曲面模型和实体的主要方法。

下一篇文章介绍从其他三维设计软件导出飞机模型（如图5）的三角面顶点数据文件，通过第三方库函数导入VPython的方法和代码。

图5