28 WebGL绘制立方体

2018-03-04 02:59:18 人阅读

案例查看有问题?
全屏试试!

案例解析

 到现在为止,一直学的都是绘制一些简单的三角形。下面,我们将学习如何绘制如图所示的一个立方体,目标:

如果按以前所学的知识,制作这个正方体就需要使用三角形两个拼一个矩形,最后拼出来六个正方形来组成这个立方体,由于绘制三角形需要重复调用顶点,虽然只需要8个顶点的位置,但是,绘制三角形的时候,却需要多次调用,所以给我们提供了一个gl.drawElements()函数的解决方案。使用该函数替代gl.drawArrays()函数进行绘制,能够避免重复定义顶点,报错顶点数量最小。为此,你需要知道模型的每一个顶点的坐标,这些顶点坐标描述了整个模型。

我们将立方体拆成顶点和三角形,如图7.32所示。立方体呗拆成6个面:前、后、左、右、上、下,每个面都由两个三角形组成,与三角形列表中的两个三角形相关联。每个三角形都有3个顶点,与顶点列表中的3个顶点相关联。三角形列表中的数字表示该三角形的3个顶点在顶点列表中的索引值。顶点列表中共有8个顶点,索引值为从0到7。

而现在新的gl.drawElements()方法就是通过顶点索引绘制物体,首先我们来看一下如何使用gl.drawElements(),我们需要在gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER(而不是之前一直使用的gl.ARRAY_BUFFER)中指定顶点的索引值。所以两种方法最重要的区别就在于gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER,它管理这具有索引结构的三位模型数据。

如果传入的type参数和gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER中的数据类型(Uint8Array或Uint16Array)不一致,也并不会出现错误。但是如果两者不一致,比如缓冲区是Uint16Array类型的,而传入的参数为gl.UNSIGNED_SHORT,那么程序会错误地理解缓冲区中的数据,并会绘制出一些不可预测的东西。

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(3,3,7,0,0,0,0,1,0);
 
        //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.drawElements(gl.TRIANGLES,n,gl.UNSIGNED_BYTE,0);
 
    }
 
    function initVertexBuffers(gl) {
        // 创建一个立方体
        //    v6----- v5
        //   /|      /|
        //  v1------v0|
        //  | |     | |
        //  | |v7---|-|v4
        //  |/      |/
        //  v2------v3
        var verticesColors = new Float32Array([
            // 设置顶点和颜色(偷的顶点代码位置)
            1.0,  1.0,  1.0,     1.0,  1.0,  1.0,  // v0 White
            -1.0,  1.0,  1.0,     1.0,  0.0,  1.0,  // v1 Magenta
            -1.0, -1.0,  1.0,     1.0,  0.0,  0.0,  // v2 Red
            1.0, -1.0,  1.0,     1.0,  1.0,  0.0,  // v3 Yellow
            1.0, -1.0, -1.0,     0.0,  1.0,  0.0,  // v4 Green
            1.0,  1.0, -1.0,     0.0,  1.0,  1.0,  // v5 Cyan
            -1.0,  1.0, -1.0,     0.0,  0.0,  1.0,  // v6 Blue
            -1.0, -1.0, -1.0,     0.0,  0.0,  0.0   // v7 Black
        ]);
 
        //顶点索引
        var indices = new Uint8Array([
            0, 1, 2,   0, 2, 3,    // 前
            0, 3, 4,   0, 4, 5,    // 右
            0, 5, 6,   0, 6, 1,    // 上
            1, 6, 7,   1, 7, 2,    // 左
            7, 4, 3,   7, 3, 2,    // 下
            4, 7, 6,   4, 6, 5     // 后
        ]);
 
        //创建缓冲区对象
        var vertexColorBuffer = gl.createBuffer();
        var indexBuffer = gl.createBuffer();
        if (!vertexColorBuffer || !indexBuffer) {
            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);
 
        //将顶点索引数据写入缓冲区对象
        gl.bindBuffer(gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER,indexBuffer);
        gl.bufferData(gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER,indices,gl.STATIC_DRAW);
 
        return indices.length;
    }
</script>
</html>
展开内容

联系我们

一个人的力量不如两个人的,两个人的力量不如一群人的。欢迎加入大家庭一起共同学习,共同进步。

查看更多