WebGL - 缩放


在本章中,我们将通过一个例子来演示如何使用WebGL修改三角形的比例。

缩放

缩放只不过是增加或减小对象的大小。例如,如果三角形的顶点大小为 [a,b,c],则顶点为 [2a, 2b, 2c] 的三角形的大小将是其大小的两倍。因此,要缩放三角形,必须将每个顶点乘以缩放因子。您还可以缩放特定顶点。

为了缩放三角形,在程序的顶点着色器中,我们创建一个统一矩阵并将坐标值与该矩阵相乘。随后,我们传递一个 4×4 对角矩阵,其对角位置(最后一个对角位置 1)具有 x、y、z 坐标的缩放因子。

所需步骤

创建用于缩放三角形的 WebGL 应用程序需要执行以下步骤。

步骤 1 - 准备画布并获取 WebGL 渲染上下文

在此步骤中,我们使用getContext()获取 WebGL 渲染上下文对象。

步骤 2 - 定义几何图形并将其存储在缓冲区对象中

由于我们正在绘制一个三角形,因此我们必须传递三角形的三个顶点,并将它们存储在缓冲区中。

var vertices = [ -0.5,0.5,0.0, -0.5,-0.5,0.0, 0.5,-0.5,0.0, ];

第 3 步 - 创建并编译着色器程序

在这一步中,您需要编写顶点着色器和片段着色器程序,对其进行编译,并通过链接这两个程序来创建组合程序。

  • 顶点着色器- 在程序的顶点着色器中,我们定义一个向量属性来存储 3D 坐标。除此之外,我们定义一个统一矩阵来存储缩放因子,最后,我们将这两个值相乘并将其分配给gl_position来保存顶点的最终位置。

var vertCode =
   'attribute vec4 coordinates;' +
   'uniform mat4 u_xformMatrix;' +
   'void main(void) {' +
      ' gl_Position = u_xformMatrix * coordinates;' +
   '}';
  • 片段着色器- 在片段着色器中,我们只需将片段颜色分配给gl_FragColor变量。

var fragCode = 'void main(void) {' +' gl_FragColor = vec4(1, 0.5, 0.0, 1);' +'}';

步骤 4 - 将着色器程序与缓冲区对象关联

在此步骤中,我们将缓冲区对象与着色器程序关联起来。

第 5 步 - 绘制所需的对象

由于我们使用索引绘制三角形,因此我们使用drawArrays()方法。对于此方法,我们必须传递要考虑的顶点/元素的数量。由于我们正在绘制一个三角形,因此我们将传递 3 作为参数。

gl.drawArrays(gl.TRIANGLES, 0, 3);

示例 – 缩放三角形

以下示例展示了如何缩放三角形 -

<!doctype html>
<html>
   <body>
      <canvas width = "300" height = "300" id = "my_Canvas"></canvas>

      <script>
         /*=================Creating a canvas=========================*/
         var canvas = document.getElementById('my_Canvas');
         gl = canvas.getContext('experimental-webgl'); 

         /*===========Defining and storing the geometry==============*/
         var vertices =  [
            -0.5,0.5,0.0, 	
            -0.5,-0.5,0.0, 	
            0.5,-0.5,0.0,   
         ];

         //Create an empty buffer object and store vertex data

         var vertex_buffer = gl.createBuffer();                                                     
         gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, vertex_buffer);                                                
         gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, new Float32Array(vertices), gl.STATIC_DRAW);           
         gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, null);  

         /*========================Shaders============================*/

         //Vertex shader source code
         var vertCode =
            'attribute vec4 coordinates;' + 
            'uniform mat4 u_xformMatrix;' +
            'void main(void) {' +
               '  gl_Position = u_xformMatrix * coordinates;' +
            '}';

         //Create a vertex shader program object and compile it                
         var vertShader = gl.createShader(gl.VERTEX_SHADER);
         gl.shaderSource(vertShader, vertCode);
         gl.compileShader(vertShader);

         //fragment shader source code
         var fragCode =
            'void main(void) {' +
               '   gl_FragColor = vec4(0.0, 0.0, 0.0, 0.1);' +
            '}';

         //Create a fragment shader program object and compile it 
         var fragShader = gl.createShader(gl.FRAGMENT_SHADER);
         gl.shaderSource(fragShader, fragCode);
         gl.compileShader(fragShader);

         //Create and use combiened shader program
         var shaderProgram = gl.createProgram();
         gl.attachShader(shaderProgram, vertShader);
         gl.attachShader(shaderProgram, fragShader);
         gl.linkProgram(shaderProgram);

         gl.useProgram(shaderProgram); 

         /*===================scaling==========================*/

         var Sx = 1.0, Sy = 1.5, Sz = 1.0;
         var xformMatrix = new Float32Array([
            Sx,   0.0,  0.0,  0.0,
            0.0,  Sy,   0.0,  0.0,
            0.0,  0.0,  Sz,   0.0,
            0.0,  0.0,  0.0,  1.0  
         ]);

         var u_xformMatrix = gl.getUniformLocation(shaderProgram, 'u_xformMatrix');
         gl.uniformMatrix4fv(u_xformMatrix, false, xformMatrix);

         /* ===========Associating shaders to buffer objects============*/
         gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, vertex_buffer);   

         var coordinatesVar = gl.getAttribLocation(shaderProgram, "coordinates"); 
         gl.vertexAttribPointer(coordinatesVar, 3, gl.FLOAT, false, 0, 0);  
         gl.enableVertexAttribArray(coordinatesVar);

         /*=================Drawing the Quad========================*/ 
         gl.clearColor(0.5, 0.5, 0.5, 0.9);
         gl.enable(gl.DEPTH_TEST);

         gl.clear(gl.COLOR_BUFFER_BIT);
         gl.viewport(0,0,canvas.width,canvas.height);
         gl.drawArrays(gl.TRIANGLES, 0, 3);
      </script>
   </body>
</html>      

如果运行此示例,它将产生以下输出 -