25 WebGL的盒状可视投影
2018-03-04 02:52:32 人阅读
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案例解析
通过鼠标的上下左右键修改near和far的值：
在上一节的案例中，会发现在移动中的时候，会发现有时候再某些位置三角形的角会消失。原因就是我们没有指定可视范围，即实际观察得到的区域边界。
WebGL通过对水平视角、垂直视角和可视深度等的限制，定义了可视空间（view volume）。
有两类常用的可视空间：
~长方体可视空间，也称为盒状空间，有正射投影（orthographic projection）产生。
~四棱锥/金字塔可视空间，有透视投影（perspective projection）产生。
基于正射投影的盒状可视空间的工作原理：
盒状可是空间的形状如图7.11所示。可视空间由前后两个矩形表面确定，分别称近裁剪面（near clipping plane）和远裁剪面（far clipping plane），前者的四个顶点为(right,top,-near),(-left,top,-near),(-left,-bottom,-near),(right,-bottom,-near)，而后者的四个顶点为(right,top,far),(-left,top,far),(-left,-bottom,far),(right,-bottom,far)。
定义盒状可视空间：
cuon-matrix.js提供的Matrix4.setOrtho()方法可用来设置投影矩阵，定义盒状可视空间。
这个矩阵被称为正射投影矩阵（orthographic projection matrix）。
案例源代码
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<meta name="viewport"
content="width=device-width, user-scalable=no, initial-scale=1.0, maximum-scale=1.0, minimum-scale=1.0">
<meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
<title>Title</title>
<style>
body {
margin: 0;
text-align: center;
}
#canvas {
margin: 0;
}
</style>
</head>
<body onload="main()">
<canvas id="canvas" height="800" width="800"></canvas>
<p id="near" style="text-align: center">这里将显示near和far的值</p>
</body>
<script src="/lib/webgl-utils.js"></script>
<script src="/lib/webgl-debug.js"></script>
<script src="/lib/cuon-utils.js"></script>
<script src="/lib/cuon-matrix.js"></script>
<script>
//顶点着色器
var VSHADER_SOURCE = "" +
"attribute vec4 a_Position;\n" +
"attribute vec4 a_Color;\n" +
"uniform mat4 u_ModelViewMatrix;\n" +
"varying vec4 v_Color;\n" +
"void main(){" +
" gl_Position = u_ModelViewMatrix * a_Position;\n" +
" v_Color = a_Color;\n" +
"}\n";
//片元着色器
var FSHADER_SOURCE = "" +
"#ifdef GL_ES\n" +
"precision mediump float;\n" +
"#endif\n" +
"varying vec4 v_Color;\n" +
"void main(){" +
" gl_FragColor = v_Color;\n" +
"}\n";
//声明js需要的相关变量
var g_eyeX = 0.20, g_eyeY = 0.25, g_eyeZ = 0.25;
//定义near和far的变量
var g_near = 0,g_far = 1;
function main() {
var canvas = document.getElementById("canvas");
var gl = getWebGLContext(canvas);
if (!gl) {
console.log("你的浏览器不支持WebGL");
return;
}
//初始化着色器
if (!initShaders(gl, VSHADER_SOURCE, FSHADER_SOURCE)) {
console.log("无法初始化着色器");
return;
}
var n = initVertexBuffers(gl);
if (n < 0) {
console.log("无法创建缓冲区");
return;
}
//设置视角矩阵的相关信息
var u_ModelViewMatrix = gl.getUniformLocation(gl.program, "u_ModelViewMatrix");
if (u_ModelViewMatrix < 0) {
console.log("无法获取矩阵变量的存储位置");
return;
}
//设置底色
gl.clearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);
//进入场景初始化
draw(gl, n, u_ModelViewMatrix);
document.onkeydown = function (event) {
keydown(event, gl, n, u_ModelViewMatrix);
}
}
function keydown(event, gl, n, u_ModelViewMatrix) {
switch (event.keyCode){
case 37: g_far -= 0.01; break;//左
case 38: g_near += 0.01; break;//上
case 39: g_far += 0.01; break;//右
case 40: g_near -= 0.01; break;//下
default:return;//其它
}
draw(gl, n, u_ModelViewMatrix);
}
function draw(gl, n, u_ModelViewMatrix) {
document.getElementById("near").innerText = "near: "+g_near+", far: "+g_far;
//设置视角矩阵的相关信息（视点，视线，上方向）
var viewMatrix = new Matrix4();
viewMatrix.setLookAt(g_eyeX, g_eyeY, g_eyeZ, 0, 0, 0, 0, 1, 0);
//设置模型矩阵的相关信息
var modelMatrix = new Matrix4();
modelMatrix.setRotate(-10, 0, 0, 1);
//设置正射投影矩阵
var orthMatrix = new Matrix4();
orthMatrix.setOrtho(-1,1,-1,1,g_near,g_far);
//计算出模型视图矩阵 viewMatrix.multiply(modelMatrix)相当于在着色器里面u_ViewMatrix * u_ModelMatrix
var modeViewMatrix = orthMatrix.multiply(viewMatrix.multiply(modelMatrix));
//将试图矩阵传给u_ViewMatrix变量
gl.uniformMatrix4fv(u_ModelViewMatrix, false, modeViewMatrix.elements);
gl.clear(gl.COLOR_BUFFER_BIT);
//绘制图形
gl.drawArrays(gl.TRIANGLES, 0, n);
}
function initVertexBuffers(gl) {
var verticesColors = new Float32Array([
//顶点的坐标和颜色
0.0, 0.5, -0.4, 0.4, 1.0, 0.4, // 绿色三角形，在最后面的三个点
-0.5, -0.5, -0.4, 0.4, 1.0, 0.4,
0.5, -0.5, -0.4, 1.0, 0.4, 0.4,
0.5, 0.4, -0.2, 1.0, 0.4, 0.4, // 黄色三角形，在中间的三个点
-0.5, 0.4, -0.2, 1.0, 1.0, 0.4,
0.0, -0.6, -0.2, 1.0, 1.0, 0.4,
0.0, 0.5, 0.0, 0.4, 0.4, 1.0, // 蓝色三角形，在最前面的三个点
-0.5, -0.5, 0.0, 0.4, 0.4, 1.0,
0.5, -0.5, 0.0, 1.0, 0.4, 0.4
]);
var n = 9;
//创建缓冲区对象
var vertexColorBuffer = gl.createBuffer();
if (!vertexColorBuffer) {
console.log("无法创建缓冲区对象");
return -1;
}
//绑定缓冲区对象并写入数据
gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, vertexColorBuffer);
gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, verticesColors, gl.STATIC_DRAW);
//获取数组中一个元素所占的字节数
var fsize = verticesColors.BYTES_PER_ELEMENT;
//获取顶点位置变量位置
var a_Position = gl.getAttribLocation(gl.program, "a_Position");
if (a_Position < 0) {
console.log("无法获取顶点位置的存储变量");
return -1;
}
//对位置的顶点数据进行分配，并开启
gl.vertexAttribPointer(a_Position, 3, gl.FLOAT, false, fsize * 6, 0);
gl.enableVertexAttribArray(a_Position);
//获取顶点颜色的变量
var a_Color = gl.getAttribLocation(gl.program, "a_Color");
if (a_Color < 0) {
console.log("无法获取顶点位置的存储变量");
return -1;
}
//对位置的顶点数据进行分配，并开启
gl.vertexAttribPointer(a_Color, 3, gl.FLOAT, false, fsize * 6, fsize * 3);
gl.enableVertexAttribArray(a_Color);
return n;
}
</script>
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