WebGL程式設計指南(3)高階變換與動畫基礎
書本原始碼 https://download.csdn.net/download/qfire/10371055
本章要介紹的技術,是複雜的WebGL程式的基礎。
3.1 平移,然後旋轉
為了簡化程式設計,大多數WebGL開發者都使用矩陣操作函式庫來隱藏矩陣計算的細節,簡化與矩陣有關的操作。目前已經有一些開源的矩陣庫。
本書矩陣變換庫:cuon-matrix.js,允許你通過與OpenGL中類似的方式建立變換矩陣。
var xformMatrix = new Matrix4();
xformMatrix.setRotate(ANGLE, 0, 0, 1); //旋轉角和旋轉軸(x,y,z)
//頂點著色器程式
var VSHADER_SOURCE =
'attribute vec4 a_Position;\n' +
'uniform mat4 u_ModelMatrix;\n' +
'void main() {\n' +
' gl_Position = u_ModelMatrix * a_Position; \n' + //設定座標
'}\n';
//片元著色器程式
var FSHADER_SOURCE =
'void main() {\n' +
' gl_FragColor = vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0);\n' + //設定顏色
'}\n';
function main() {
var canvas = document.getElementById('webgl');
var gl = getWebGLContext(canvas);
if (!gl) {
console.log("Failed to get the rendering context for WebGL");
return;
}
// 初始化著色器
if (!initShaders(gl, VSHADER_SOURCE, FSHADER_SOURCE)) {
console.log('Failed to initialize shaders.');
return ;
}
//
var n = initVertexBuffers(gl);
if (n < 0) {
console.log("Failed to set the positions of the vertices");
return;
}
var modelMatrix = new Matrix4();
var ANGLE = 60.0;
var Tx = 0.5;
modelMatrix.setRotate(ANGLE, 0, 0, 1); //
modelMatrix.translate(Tx, 0, 0);
var u_ModelMatrix = gl.getUniformLocation(gl.program, 'u_ModelMatrix');
gl.uniformMatrix4fv(u_ModelMatrix, false, modelMatrix.elements);
//註冊滑鼠
//canvas.onmousedown = function(ev) { click(ev, gl, canvas, a_Position, u_FragColor)};
//gl.vertexAttrib3f(a_Position, 0.0, 0.0, 0.0);
//RGBA
gl.clearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);
//清空
gl.clear(gl.COLOR_BUFFER_BIT);
//繪製點
gl.drawArrays(gl.TRIANGLES, 0, n); //點的位置和大小
}
function initVertexBuffers(gl) {
var vertices = new Float32Array([
0.0, 0.3, -0.3, -0.3, 0.3, -0.3
]);
var n = 3;
var vertexBuffer = gl.createBuffer();
if (!vertexBuffer) {
console.log("Failed to create the buffer object");
return -1;
}
//
gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, vertexBuffer);
// Write data into the buffer object
gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, vertices, gl.STATIC_DRAW);
//獲取attribute變數的儲存位置
var a_Position = gl.getAttribLocation(gl.program, 'a_Position');
if (a_Position < 0) {
console.log("failed to get the storage location of a_Position");
return;
}
//
gl.vertexAttribPointer(a_Position, 2, gl.FLOAT, false, 0, 0);
//
gl.enableVertexAttribArray(a_Position);
return n;
}
3.2 動畫
將矩陣變換運用到動畫圖形中
不斷擦除和重繪三角形,並且在每次重繪時輕微地改變其角度
//頂點著色器程式
var VSHADER_SOURCE =
'attribute vec4 a_Position;\n' +
'uniform mat4 u_ModelMatrix;\n' +
'void main() {\n' +
' gl_Position = u_ModelMatrix * a_Position; \n' + //設定座標
'}\n';
//片元著色器程式
var FSHADER_SOURCE =
'void main() {\n' +
' gl_FragColor = vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0);\n' + //設定顏色
'}\n';
var ANGLE_STEP = 45.0;
function main() {
var canvas = document.getElementById('webgl');
var gl = getWebGLContext(canvas);
if (!gl) {
console.log("Failed to get the rendering context for WebGL");
return;
}
// 初始化著色器
if (!initShaders(gl, VSHADER_SOURCE, FSHADER_SOURCE)) {
console.log('Failed to initialize shaders.');
return ;
}
//
var n = initVertexBuffers(gl);
if (n < 0) {
console.log("Failed to set the positions of the vertices");
return;
}
gl.clearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);
var u_ModelMatrix = gl.getUniformLocation(gl.program, 'u_ModelMatrix');
//gl.uniformMatrix4fv(u_ModelMatrix, false, modelMatrix.elements);
//三角形的當前旋轉角度
var currentAngle = 0.0;
var modelMatrix = new Matrix4();
//開始繪製三角形
var tick = function() {
currentAngle = animate(currentAngle);
draw(gl, n, currentAngle, modelMatrix, u_ModelMatrix);
requestAnimationFrame(tick);
};
tick();
//註冊滑鼠
//canvas.onmousedown = function(ev) { click(ev, gl, canvas, a_Position, u_FragColor)};
//gl.vertexAttrib3f(a_Position, 0.0, 0.0, 0.0);
//RGBA
//gl.clearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);
//清空
//gl.clear(gl.COLOR_BUFFER_BIT);
//繪製點
//gl.drawArrays(gl.TRIANGLES, 0, n); //點的位置和大小
}
function initVertexBuffers(gl) {
var vertices = new Float32Array([
0.0, 0.3, -0.3, -0.3, 0.3, -0.3
]);
var n = 3;
var vertexBuffer = gl.createBuffer();
if (!vertexBuffer) {
console.log("Failed to create the buffer object");
return -1;
}
//
gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, vertexBuffer);
// Write data into the buffer object
gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, vertices, gl.STATIC_DRAW);
//獲取attribute變數的儲存位置
var a_Position = gl.getAttribLocation(gl.program, 'a_Position');
if (a_Position < 0) {
console.log("failed to get the storage location of a_Position");
return;
}
//
gl.vertexAttribPointer(a_Position, 2, gl.FLOAT, false, 0, 0);
//
gl.enableVertexAttribArray(a_Position);
return n;
}
function draw(gl, n, currentAngle, modelMatrix, u_ModelMatrix) {
modelMatrix.setRotate(currentAngle, 0, 0, 1); //
gl.uniformMatrix4fv(u_ModelMatrix, false, modelMatrix.elements);
//清空
gl.clear(gl.COLOR_BUFFER_BIT);
//繪製點
gl.drawArrays(gl.TRIANGLES, 0, n); //點的位置和大小
}
// 記錄上一次呼叫函式的計劃
var g_last = Date.now();
function animate(angle) {
var now = Date.now();
var elapsed = now - g_last;
g_last = now;
var newAngle = angle + (ANGLE_STEP * elapsed) / 1000.0;
return newAngle %= 360;
}
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