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  WebGL - 缩放

  • 简述

    在本章中，我们将举例说明如何使用 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，如果一个三角形的顶点大小为 [a,b,c]，那么顶点为 [2a, 2b, 2c] 的三角形将是其大小的两倍。因此，要缩放三角形，您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。稍后，我们传递一个 4×4 对角矩阵，在对角位置（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 WebGL 应用程序以缩放三角形需要执行以下步骤。
    第 1 步 - 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。
    第 2 步 - 定义几何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，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 - 创建和编译着色器程序
    在这一步中，您需要编写顶点着色器和片段着色器程序，编译它们，并通过链接这两个程序来创建组合程序。
    • Vertex Shader - 在程序的顶点着色器中，我们定义了一个向量属性来存储 3D 坐标。与此同时，我们定义了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保存顶点最终位置的gl_position 。 
    
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);' +'}';
    第 4 步 - 将着色器程序与缓冲区对象相关联
    在这一步中，我们将缓冲区对象与着色器程序相关联。
    第 5 步 - 绘制所需对象
    由于我们使用索引绘制三角形，因此我们使用drawArrays()方法。对于这种方法，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——缩放一个三角形

    以下示例显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 -
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