from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QOpenGLWidget  # 导入 QApplication 和 QOpenGLWidget 类
from OpenGL.GL import *  # 导入 OpenGL 库中的所有函数和常量
from OpenGL.GLU import *  # 导入 OpenGL 工具库中的所有函数和常量
import cv2  # 导入 OpenCV 库
import numpy as np  # 导入 NumPy 库


class MyGLWidget(QOpenGLWidget):  # 定义一个继承自 QOpenGLWidget 的类
    def __init__(self):  # 构造函数
        super().__init__()  # 调用父类构造函数
        self.setWindowTitle("QOpenGLWidget Example")  # 设置窗口标题
        self.resize(800, 600)  # 设置窗口大小
        self.texture = None  # 初始化纹理变量
        self.capture = cv2.VideoCapture(0)  # 打开默认摄像头

    def initializeGL(self):  # 初始化 OpenGL 环境
        glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0)  # 设置清除颜色为黑色
        self.texture = glGenTextures(1)  # 生成一个纹理 ID

    def resizeGL(self, w, h):  # 处理窗口大小变化
        glViewport(0, 0, w, h)  # 设置视口大小
        glMatrixMode(GL_PROJECTION)  # 设置当前矩阵模式为投影矩阵
        glLoadIdentity()  # 重置投影矩阵
        gluPerspective(45, w / h, 1, 100)  # 设置透视投影矩阵
        glMatrixMode(GL_MODELVIEW)  # 设置当前矩阵模式为模型视图矩阵
        glLoadIdentity()  # 重置模型视图矩阵

    def paintGL(self):  # 绘制 OpenGL 场景
        ret, frame = self.capture.read()  # 读取摄像头帧
        if ret:
            frame = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2RGB)  # 转换图像颜色通道顺序从 BGR 到 RGB
            frame = np.flipud(frame)  # 上下翻转图像，因为 OpenGL 的纹理坐标系与图像坐标系不同
            image_data = frame.tobytes()  # 将图像数据转换为字节格式
            height, width, channels = frame.shape  # 获取图像的高、宽和通道数

            glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, self.texture)  # 绑定纹理
            glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT)  # 设置纹理 S 方向的环绕方式
            glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT)  # 设置纹理 T 方向的环绕方式
            glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR)  # 设置纹理缩小过滤方式
            glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR)  # 设置纹理放大过滤方式
            glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB, width, height, 0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, image_data)  # 指定纹理图像

            glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT)  # 清除颜色缓冲区和深度缓冲区
            glLoadIdentity()  # 重置当前模型视图矩阵
            glTranslatef(0.0, 0.0, -5.0)  # 平移场景以便看到绘制的对象
            glEnable(GL_TEXTURE_2D)  # 启用二维纹理
            glBegin(GL_QUADS)  # 开始绘制四边形
            glTexCoord2f(0.0, 0.0)  # 指定纹理坐标 (0, 0)
            glVertex3f(-1.0, -1.0, 0.0)  # 指定第一个顶点
            glTexCoord2f(1.0, 0.0)  # 指定纹理坐标 (1, 0)
            glVertex3f(1.0, -1.0, 0.0)  # 指定第二个顶点
            glTexCoord2f(1.0, 1.0)  # 指定纹理坐标 (1, 1)
            glVertex3f(1.0, 1.0, 0.0)  # 指定第三个顶点
            glTexCoord2f(0.0, 1.0)  # 指定纹理坐标 (0, 1)
            glVertex3f(-1.0, 1.0, 0.0)  # 指定第四个顶点
            glEnd()  # 结束绘制
            glDisable(GL_TEXTURE_2D)  # 禁用二维纹理

            self.update()  # 触发窗口重绘


if __name__ == '__main__':
    app = QApplication([])  # 创建应用程序对象
    widget = MyGLWidget()  # 创建 MyGLWidget 实例
    widget.show()  # 显示窗口
    app.exec_()  # 进入应用程序主循环