RenderizadorOpenGL - Renderizador Python com Suporte a ShaderToy

Um renderizador modular em Python baseado em OpenGL, com suporte nativo para shaders do ShaderToy. Execute códigos do ShaderToy diretamente, além de criar gráficos 3D, usar shaders customizados, texturas e visualizações de áudio reativas.

🚀 Funcionalidades

• Renderização OpenGL com pipeline moderno (shaders programáveis)
• Renderizador de Fragment Shaders - Ferramenta dedicada para renderizar arquivos .frag
• Compatibilidade com ShaderToy - Execute shaders do ShaderToy sem modificações
• Sistema de Câmera com modos de visualização "examine" e "fly"
• Visualização e processamento de áudio em tempo real com FFT para shaders reativos
• Iluminação com modelos Phong/Blinn-Phong
• Sistema de texturização para mapeamento UV
• Interface com ImGui para controles em tempo real

📋 Requisitos

• Python 3.11 ou superior (3.13 apresenta atualmente problemas como imgui)
• OpenGL 3.3 ou superior
• Dependências Python (ver requirements.txt)

🔧 Instalação

Clone o repositório e instale em modo de desenvolvimento para poder editar o código fonte:

git clone https://github.com/lpsoares/RenderizadorOpenGL.git
cd RenderizadorOpenGL
pip install -e .

💻 Uso Básico

Exemplos incluídos

Execute os exemplos incluídos para ver as diferentes funcionalidades:

python exemplos/exemplo0.py  # Renderização básica
python exemplos/exemplo1.py  # Câmera e iluminação
python exemplos/exemplo5.py  # Texturas

Renderizador de Fragment Shaders

O projeto inclui uma ferramenta dedicada para renderizar fragment shaders no estilo ShaderToy:

# Renderizar um shader específico
python render_frag.py exemplos/frag/mandelbulb.frag

# Especificar uma resolução personalizada
python render_frag.py exemplos/frag/ray_marching.frag --resolution 800 600

🏗️ Arquitetura do Projeto

O RenderizadorOpenGL é organizado em módulos para facilitar a extensão e manutenção:

Estrutura Principal

src/renderizador/
│
├── core/                  # Componentes principais
│   ├── renderer.py        # Renderizador principal
│   ├── window.py          # Gerenciamento de janelas GLFW
│   └── gui.py             # Interface ImGui
│
├── graphics/              # Recursos gráficos
│   ├── camera.py          # Sistema de câmera
│   ├── geometry.py        # Manipulação de geometria
│   ├── mesh.py            # Faz a gestão de malhas poligonais
│   ├── primitives.py      # Gera primitivas como um quad para a tela cheia
│   ├── shaders.py         # Compilação e gerenciamento de shaders
│   └── texture.py         # Carregamento e manipulação de texturas
│
├── audio/                 # Processamento de áudio
│   ├── audio.py           # Reprodução e controle de áudio
│   └── fft_processor.py   # Processamento FFT para visualização
│
└── utils/                 # Utilidades
    ├── callbacks.py       # Callbacks de eventos
    ├── fragshader_rndr.py # Renderizador de fragment shaders
    ├── transformations.py # Transformações 3D
    └── uniforms.py        # Gerenciamento de uniforms de shaders

📝 Utilização Avançada

Criando seu próprio renderizador

from renderizador import Renderizador
from renderizador.graphics.camera import Camera
from OpenGL.GL import *

# Inicialize o renderizador
renderizador = Renderizador(resolution=(1024, 768))

# Configure uma câmera
camera = Camera(type="examine", near=0.1, far=100, eye=[0.0, 0.0, 10.0])
renderizador.set_camera(camera)

# Configure shaders e uniforms
renderizador.set_shaders(
    vertex_shader_source=meu_vertex_shader,
    fragment_shader_source=meu_fragment_shader,
    uniforms_source={
        "projection": camera.get_projection_matrix,
        "view": camera.get_view_matrix,
        "model": identity_matrix,
    }
)

# Configure geometria
renderizador.add_geometry(GL_TRIANGLES, vertices, normals=normals, uvs=uvs)

# Renderize a cena
renderizador.render()

API do Renderizador de Fragment Shaders

O módulo fragshader_rndr.py fornece uma API simples para carregar e renderizar fragment shaders:

from renderizador.utils.fragshader_rndr import load_fragment_shader, main

# Carregar um shader de um arquivo
shader_code = load_fragment_shader("caminho/para/meu_shader.frag")

# Executar o renderizador com argumentos da linha de comando
main()

📚 Documentação Adicional

Para mais detalhes sobre a API e exemplos, consulte a documentação completa em docs/:

• Guia de Início Rápido
• Compatibilidade com ShaderToy - Guia completo de como usar shaders do ShaderToy
• Renderizador de Fragment Shaders

Exemplo de Compatibilidade ShaderToy

O projeto inclui um exemplo demonstrativo de compatibilidade total com ShaderToy:

# Execute um exemplo de shader ShaderToy complexo
python exemplos/exemplo_shadertoy.py

🤝 Contribuições

Contribuições são bem-vindas! Veja CONTRIBUTING.md para mais detalhes.

📜 Licença

Este projeto é licenciado sob a Licença MIT - veja o arquivo LICENSE para detalhes.

👥 Créditos

Desenvolvido por Luciano Soares - lpsoares@insper.edu.br