27 WebGL的正确处理对象的前后关系

2018-03-04 02:56:13 人阅读

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案例解析

 正常的话,前面的图形挡住后面的图形,这是正常的人眼看到的效果,但是图形绘制出来,不会考虑这些前后关系什么的,只是会按照绘制的前后拜访而已。

如果我们将前面案例的三角形最后面的和最前面的三角形的z轴调换一下,改成从前面的三角形开始绘制,就会出现这样的效果,太辣眼睛了!所以,我们需要方法处理掉这种问题。

如何解决:我们需要通过gl.enable()方法开启相关的功能。

通过这个方法:

(1)开启隐藏面消除功能。

 

[cpp] view plain copy
 
  1. gl.enable(gl.DEPTH_TEST);  

(2)在绘制之前,清除深度缓冲区。

 

 

[cpp] view plain copy
 
  1. gl.clear(gl.DEPTH_BUFFER_BIT);  

深度缓冲区是一个中间对象,其作用就是帮助WebGL进行隐藏面消除。如果要将隐藏面消除,那就必须知道每个几何图形的深度信息,而深度缓冲区就是用来存储深度信息的。由于深度放心通常是Z轴方向,所以有时候我们也称它为Z缓冲区。

 

所以,代码将修改为

 

[cpp] view plain copy
 
  1. //开启隐藏面清除  
  2. gl.enable(gl.DEPTH_TEST);  
  3. //清空颜色和深度缓冲区  
  4. gl.clear(gl.COLOR_BUFFER_BIT | gl.DEPTH_BUFFER_BIT);  

 

与gl.enable()函数对应的还有gl.disable()函数,其规范如下所示,前者启用摸个功能,后者则禁用之。

 

深度冲突

隐藏面消除是WebGL的一项复杂而又强大的特效,在绝大多数情况下,它都能很好地完成任务。然而,当几何图形或物体的两个表面极为接近时,就会出现新的问题,使得表面看上去斑斑驳驳的,这种现象被称为深度冲突(Z fighting)。

之所以会产生深度冲突,是因为两个表面过于接近,深度缓冲区有限的精度已经不能区分哪个在前哪个在后了。严格地说,如果创建三位模型阶段就对顶点的深度值加以注意,是能够避免深度冲突的。但是,当场景 中有多个运动着的物体时,实现这一点几乎是不可能的。

WebGL提供一种被称为多边形偏移(polygon offset)的机制来解决这个问题。该机制将自动在Z值上加一个偏移量,偏移量的值由物体表面相对于观察者视线的角度来确定。

实现起来分两步:

(1)启用多边形偏移。

 

[cpp] view plain copy
 
  1. gl.enable(gl.POLYGON_OFFSET_FILL);  

(2)在绘制之前指定用来计算偏移量的参数。

 

[cpp] view plain copy
 
  1. gl.polygonOffset(1.0,1.0);  

 

[cpp] view plain copy
 
  1. // 开启多边形偏移  
  2. gl.enable(gl.POLYGON_OFFSET_FILL);  
  3. // 绘制的时候分两次绘制产生冲突  
  4. gl.drawArrays(gl.TRIANGLES, 0, n / 2);   // 绿色三角形  
  5. gl.polygonOffset(1.0, 1.0);          // 设置偏移量  
  6. gl.drawArrays(gl.TRIANGLES, n / 2, n / 2); // 黄色三角形  


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="1200"></canvas>
</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 canvas = document.getElementById("canvas");
    var gl = getWebGLContext(canvas);
 
    function main() {
        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);
    }
 
    function draw(gl, n, u_ModelViewMatrix) {
        //设置视角矩阵的相关信息(视点,视线,上方向)
        var viewMatrix = new Matrix4();
        viewMatrix.setLookAt(0,0,5,0,0,-100,0,1,0);
 
        //设置模型矩阵的相关信息
        var modelMatrix = new Matrix4();
        modelMatrix.setRotate(0, 0, 0, 1);
 
        //设置透视投影矩阵
        var projMatrix = new Matrix4();
        projMatrix.setPerspective(30,canvas.width/canvas.height,1,100);
 
        //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 = projMatrix.multiply(viewMatrix.multiply(modelMatrix));
 
        //将试图矩阵传给u_ViewMatrix变量
        gl.uniformMatrix4fv(u_ModelViewMatrix, false, modeViewMatrix.elements);
 
        //开启隐藏面清除
        gl.enable(gl.DEPTH_TEST);
        
        //清空颜色和深度缓冲区
        gl.clear(gl.COLOR_BUFFER_BIT | gl.DEPTH_BUFFER_BIT);
 
        //绘制图形
        gl.drawArrays(gl.TRIANGLES, 0, n);
 
    }
 
    function initVertexBuffers(gl) {
        var verticesColors = new Float32Array([
            // 右侧的三个三角形
            0.75,  1.0,  -4.0,  0.4,  1.0,  0.4, // 后面的绿色
            0.25, -1.0,  -4.0,  0.4,  1.0,  0.4,
            1.25, -1.0,  -4.0,  1.0,  0.4,  0.4,
 
            0.75,  1.0,  -2.0,  1.0,  1.0,  0.4, // 中间的黄色
            0.25, -1.0,  -2.0,  1.0,  1.0,  0.4,
            1.25, -1.0,  -2.0,  1.0,  0.4,  0.4,
 
            0.75,  1.0,   0.0,  0.4,  0.4,  1.0,  // 前面的蓝色
            0.25, -1.0,   0.0,  0.4,  0.4,  1.0,
            1.25, -1.0,   0.0,  1.0,  0.4,  0.4,
 
            // 左侧的三个三角形
 
            -0.75,  1.0,   0.0,  0.4,  0.4,  1.0,  // 前面的蓝色
            -1.25, -1.0,   0.0,  0.4,  0.4,  1.0,
            -0.25, -1.0,   0.0,  1.0,  0.4,  0.4,
 
            -0.75,  1.0,  -2.0,  1.0,  1.0,  0.4, // 中间的黄色
            -1.25, -1.0,  -2.0,  1.0,  1.0,  0.4,
            -0.25, -1.0,  -2.0,  1.0,  0.4,  0.4,
 
            -0.75,  1.0,  -4.0,  0.4,  1.0,  0.4, // 后面的绿色
            -1.25, -1.0,  -4.0,  0.4,  1.0,  0.4,
            -0.25, -1.0,  -4.0,  1.0,  0.4,  0.4,
        ]);
 
        var n = 18;//一共18个顶点
 
        //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>
</html>
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