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【WebGL初学系列之五】旋转，平移，缩放

2024-08-06 13:02:28   218人阅读

nbcoder.com地址：http://nbcoders.com/webgl-chu-xue-xi-lie-zhi-wu-ai.html

    最近把WebGL做的相关Demo已经放在 http://www.nbcoders.com 上了，这样就可以直观的进行看效果。
    地址：    http://lab.nbcoders.com/ixshells/ 
    本文旋转平移缩放Demo的地址: http://lab.nbcoders.com/ixshells/Html/ScaleRotateTranslate.html 
    好吧，回到本文。从Demo中我们可以看出，这里画出了三个三角形，也就是三个模型。让后对这三个模型分别进行旋转，平移，缩放。所以，在从上几篇文章的内容来看，这里增加了多模型操作和旋转，平移，缩放操作。所以，文章从以下的步骤进行总结讲解：
    1. 初步了解矩阵操作（因为多模型和平移旋转缩放操作都需要用到矩阵操作，矩阵操作很重要，在WebGL中用处相当大）。
    2. 建立多个模型。
    3. 进行旋转，平移，缩放操作。

1 ： 了解矩阵的基本操作
    矩阵的计算，其实也不复杂。在WebGL中重要的不是具体的计算方法，而是使用方法，在WebGL中最关心的是矩阵操作中最后所得到的结果。这里为了让自己印象深刻一些，还是简单的介绍一下对于WebGL相关的矩阵计算操作,。
    因为我们在后面不会直接用到矩阵计算相关，所以这里就简单举一个平移的例子，如果要了解更多矩阵计算的相关操作，可以去看看线性代数相关内容。平移是说的对象的每一个顶点都移动一个相同的距离。平移矩阵和某点p的表示如下：
这里将平移矩阵和点p的矩阵矩阵相乘，结果如下：
矩阵的计算已经知道了，但是在WebGL中，我们并不是关心的矩阵计算的过程。  所以矩阵计算的操作用了glMatrix-0.9.5.js，它提供了矩阵向量和矩阵类，封装了一些矩阵和相关的一些操作。具体glMatrix-0.9.5.js相关函数就不具体讲解了，用到的时候可以去查阅相关资料。
        下载地址 http://sourceforge.jp/projects/sfnet_webglsurfgen/downloads/glMatrix-0.9.5.js/ 

2. 建立多个模型
    前面我们已经绘制出了单个模型，要绘制多个模型。首先得让多个模型绘制在不同的位置上，所以要操作模型变换矩阵的坐标变换矩阵。视口矩阵和投影变换矩阵都可以不用变，只要我们绘制在多个模型都看得到的范围内就行了。这里将每个三角形进行了缩放，这样让每个模型都能够显示出来。最后，分别绘制出每个模型，多个模型就绘制出来了。代码如下：
  <span style="white-space:pre">		</span>/*一个模型*/
                //创建第一个模型矩阵
                var m4Rotate = mat4.create();
                //置为单位矩阵
                mat4.identity(m4Rotate);
                //缩放
                mat4.scale(m4Rotate, [0.5, 0.5, 1.0], m4Rotate);
                webgl.uniformMatrix4fv(uniformIndex, false, m4Rotate);
                webgl.drawArrays(webgl.TRIANGLES, 0, 3);
                /*第二个模型*/
                //创建第二个模型矩阵
                var translate = mat4.create();
                //置为单位矩阵
                mat4.identity(translate);
                //移动第二个模型的位置
                mat4.translate(translate, [0.5, 0.5, 0.0], translate);
                //缩放
                mat4.scale(translate, [0.5, 0.5, 0.0], translate);
                webgl.uniformMatrix4fv(uniformIndex, false, translate);
                webgl.drawArrays(webgl.TRIANGLES, 0, 3);
               
                /*第三个模型*/
                //创建第三个模型矩阵
                var scaleM = mat4.create();
                //置为单位矩阵
                mat4.identity(scaleM);
                //移动第三个模型位置
                mat4.translate(scaleM, [-0.5, 0.5, 0.0], scaleM);
                //缩放
                mat4.scale(scaleM, [0.5, 0.5, 0.0], scaleM);
                webgl.uniformMatrix4fv(uniformIndex, false, scaleM);
                webgl.drawArrays(webgl.TRIANGLES, 0, 3);
 当然，shader代码也有所改变：
 <span style="white-space:pre">	</span><script id="shader-vs" type="x-shader/x-vertex">
            attribute vec3 v3Position;
            uniform mat4 umMatrix;
            attribute vec3 av3Color;
            varying vec3 vv3Color;
            void main(void)
            {
                vec4 v4pos = umMatrix * vec4(v3Position, 1.0);
                vv3Color = av3Color;
                gl_Position = v4pos;
            }
        </script>

3. 旋转，平移，缩放
    从上面绘制出了多个模型后，这里的步骤其实就已经算简单了。我们要让每个模型动起来，这里设置一个定时器来定时渲染。
 <span style="white-space:pre">	</span>   window.setInterval("changeData()", 10);

             function changeData()
            {
                angle += 10;
                angle %= 360;
                xPos <= 1.0 ? xPos += 0.005 : xPos = -1;
                yPos <= 1.0 ? yPos += 0.005 : yPos = -1;
                scale >= 0.0 ? scale -= 0.005 : scale = 0.5;
                renderScene(webglCanvas);
            }
 让后在每一帧改变每个模型的数据。即旋转角度，平移坐标，缩放大小值等数据。红色部分是与上面不同部分，给出代码如下：
                 /*一个模型*/
                //创建第一个模型矩阵
                var m4Rotate = mat4.create();
                //置为单位矩阵
                mat4.identity(m4Rotate);
                //绕Z轴旋转
                <span style="color:#ff0000;">mat4.rotateZ(m4Rotate, angle * Math.PI / 180);</span>
                //缩放
                mat4.scale(m4Rotate, [0.5, 0.5, 1.0], m4Rotate);
                webgl.uniformMatrix4fv(uniformIndex, false, m4Rotate);
                webgl.drawArrays(webgl.TRIANGLES, 0, 3);
                /*第二个模型*/
                //创建第二个模型矩阵
                var translate = mat4.create();
                //置为单位矩阵
                mat4.identity(translate);
                //移动第二个模型的位置
                <span style="color:#ff0000;">mat4.translate(translate, [xPos, yPos, 0.0], translate);</span>
                //缩放
                mat4.scale(translate, [0.5, 0.5, 0.0], translate);
                webgl.uniformMatrix4fv(uniformIndex, false, translate);
                webgl.drawArrays(webgl.TRIANGLES, 0, 3);
               
                /*第三个模型*/
                //创建第三个模型矩阵
                var scaleM = mat4.create();
                //置为单位矩阵
                mat4.identity(scaleM);
                //移动第三个模型位置
                mat4.translate(scaleM, [-0.5, 0.5, 0.0], scaleM);
                //缩放
               <span style="color:#ff0000;"> mat4.scale(scaleM, [scale, scale, 0.0], scaleM);</span>
                webgl.uniformMatrix4fv(uniformIndex, false, scaleM);
                webgl.drawArrays(webgl.TRIANGLES, 0, 3);

4. 完整代码：
<html>
 <head>
        <script type="text/javascript" src=http://www.mamicode.com/"../Js/InitWebGL.js"></script>>

5.效果展示
    Demo地址：http://lab.nbcoders.com/ixshells/
    旋转平移缩放地址：http://lab.nbcoders.com/ixshells/Html/ScaleRotateTranslate.html





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