WebGL入门(十八)-三维视图通过上下左右键改变视点实现视图的移动

1.demo效果

在这里插入图片描述

如上,通过上下左右键调整视图矩阵的视点坐标实现图形的移动。

2.实现要点

2.1 注册键盘按下事件

//注册上下左右键盘按下事件
document.onkeydown = function (ev) {
  keydown(ev, gl, n, u_ViewMatrix, viewMatrix)
}

2.2 键盘按下处理函数

//键盘按下处理函数
function keydown(ev, gl, n, u_ViewMatrix, viewMatrix) {
  if (ev.keyCode == 38) { //上键
    g_eyeY -= 0.01
  } else if (ev.keyCode == 40) { //下键
    g_eyeY += 0.01
  } else if (ev.keyCode == 37) { //左键
    g_eyeX -= 0.01
  } else if (ev.keyCode == 39) { //右键
    g_eyeX += 0.01
  } else {
    return
  }
  draw(gl, n, u_ViewMatrix, viewMatrix)
}

2.2 draw()函数实现

//绘图
function draw(gl, n, u_ViewMatrix, viewMatrix) {
  //设置视图矩阵
  viewMatrix.setLookAt(g_eyeX, g_eyeY, g_eyeZ, 0, 0, 0, 0, 1, 0)

  //将视图矩阵传给顶点着色器uniform变量u_ViewMatrix
  gl.uniformMatrix4fv(u_ViewMatrix, false, viewMatrix.elements)

  //清除<canvas>
  gl.clear(gl.COLOR_BUFFER_BIT)

  //绘图
  gl.drawArrays(gl.TRIANGLES, 0, n)
}

3. demo代码

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">

<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <title></title>
</head>

<body>
  <!--通过canvas标签创建一个800px*800px大小的画布-->
  <canvas id="webgl" width="800" height="800"></canvas>
  <script type="text/javascript" src="./lib/cuon-matrix.js"></script>
  <script>
    //顶点着色器
    var VSHADER_SOURCE = '' +
      'attribute vec4 a_Position;\\n' + //声明attribute变量a_Position,用来存放顶点位置信息
      'attribute vec4 a_Color;\\n' + //声明attribute变量a_Color,用来存放顶点颜色信息
      'uniform mat4 u_ViewMatrix;\\n' + //声明uniform变量u_ViewMatrix,用来存放视图矩阵
      'varying vec4 v_Color;\\n' + //声明varying变量v_Color,用来向片元着色器传值顶点颜色信息
      'void main(){\\n' +
      '  gl_Position = u_ViewMatrix * a_Position;\\n' + //将视图矩阵与顶点坐标相乘赋值给顶点着色器内置变量gl_Position
      '  v_Color = a_Color;\\n' + //将顶点颜色信息传给片元着色器,
      '}\\n';

    //片元着色器
    var FSHADER_SOURCE = '' +
      '#ifdef GL_ES\\n' +
      ' precision mediump float;\\n' + // 设置精度
      '#endif\\n' +
      'varying vec4 v_Color;\\n' + //声明varying变量v_Color,用来接收顶点着色器传送的片元颜色信息
      'void main(){\\n' +
      //将varying变量v_Color接收的颜色信息赋值给内置变量gl_FragColor
      ' gl_FragColor = v_Color;\\n' +
      '}\\n';

    //初始化着色器函数
    function initShader(gl, VSHADER_SOURCE, FSHADER_SOURCE) {
      //创建顶点着色器对象
      var vertexShader = gl.createShader(gl.VERTEX_SHADER);
      //创建片元着色器对象
      var fragmentShader = gl.createShader(gl.FRAGMENT_SHADER);
      //引入顶点、片元着色器源代码
      gl.shaderSource(vertexShader, VSHADER_SOURCE);
      gl.shaderSource(fragmentShader, FSHADER_SOURCE);
      //编译顶点、片元着色器
      gl.compileShader(vertexShader);
      gl.compileShader(fragmentShader);

      //创建程序对象program
      var program = gl.createProgram();
      //附着顶点着色器和片元着色器到program
      gl.attachShader(program, vertexShader);
      gl.attachShader(program, fragmentShader);
      //链接program
      gl.linkProgram(program);
      //使用program
      gl.useProgram(program);
      gl.program = program
      //返回程序program对象
      return program;
    }

    function init() {
      //通过getElementById()方法获取canvas画布
      var canvas = document.getElementById('webgl');
      //通过方法getContext()获取WebGL上下文
      var gl = canvas.getContext('webgl');
      //初始化着色器
      if (!initShader(gl, VSHADER_SOURCE, FSHADER_SOURCE)) {
        console.log('初始化着色器失败');
        return;
      }

      // 设置canvas的背景色
      gl.clearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);

      //清空canvas
      gl.clear(gl.COLOR_BUFFER_BIT);

      //初始化顶点坐标和顶点颜色
      var n = initVertexBuffers(gl)

      //获取顶点着色器uniform变量u_ViewMatrix的存储地址
      var u_ViewMatrix = gl.getUniformLocation(gl.program, 'u_ViewMatrix')
      if (!u_ViewMatrix) {
        console.log('获取u_ViewMatrix的存储地址失败!');
        return;
      }

      //创建视图矩阵
      var viewMatrix = new Matrix4()

      //设置视点、视线和上方向
      viewMatrix.setLookAt(0.20, 0.25, 0.25, 0, 0, 0, 0, 1, 0)

      //将视图矩阵传给顶点着色器uniform变量u_ViewMatrix
      gl.uniformMatrix4fv(u_ViewMatrix, false, viewMatrix.elements)

      //绘制三角形
      gl.drawArrays(gl.TRIANGLES, 0, n)

      //注册上下左右键盘按下事件
      document.onkeydown = function (ev) {
        keydown(ev, gl, n, u_ViewMatrix, viewMatrix)
      }

    }

    //视点
    var g_eyeX = 0.20,
      g_eyeY = 0.25,
      g_eyeZ = 0.25

    //键盘按下处理函数
    function keydown(ev, gl, n, u_ViewMatrix, viewMatrix) {
      if (ev.keyCode == 38) { //上键
        g_eyeY -= 0.01
      } else if (ev.keyCode == 40) { //下键
        g_eyeY += 0.01
      } else if (ev.keyCode == 37) { //左键
        g_eyeX -= 0.01
      } else if (ev.keyCode == 39) { //右键
        g_eyeX += 0.01
      } else {
        return
      }
      draw(gl, n, u_ViewMatrix, viewMatrix)
    }

    //绘图
    function draw(gl, n, u_ViewMatrix, viewMatrix) {
      //设置视图矩阵
      viewMatrix.setLookAt(g_eyeX, g_eyeY, g_eyeZ, 0, 0, 0, 0, 1, 0)

      //将视图矩阵传给顶点着色器uniform变量u_ViewMatrix
      gl.uniformMatrix4fv(u_ViewMatrix, false, viewMatrix.elements)

      //清除<canvas>
      gl.clear(gl.COLOR_BUFFER_BIT)

      //绘图
      gl.drawArrays(gl.TRIANGLES, 0, n)
    }

    //初始化顶点坐标和顶点颜色
    function initVertexBuffers(gl) {
      var verticesColors = new Float32Array([
        //最后面的三角形
        0.0, 0.5, -0.4, 0.4, 1.0, 0.4,
        -0.5, -0.5, -0.4, 0.4, 1.0, 0.4,
        0.5, -0.5, -0.4, 1.0, 0.4, 0.4,

        //中间的三角形
        0.5, 0.4, -0.2, 1.0, 0.4, 0.4,
        -0.5, 0.4, -0.2, 1.0, 1.0, 0.4,
        0.0, -0.6, -0.2, 1.0, 1.0, 0.4,

        //最前面的三角形
        0.0, 0.5, 0.0, 0.4, 0.4, 1.0,
        -0.5, -0.5, 0.0, 0.4, 0.4, 1.0,
        0.5, -0.5, 0.0, 1.0, 0.4, 0.4,
      ]);

      //创建缓冲区对象
      var vertexColorBuffer = gl.createBuffer();
      if (!vertexColorBuffer) {
        console.log('创建缓冲区对象失败!')
        return -1
      }

      //将顶点坐标和顶点颜色信息写入缓冲区对象
      gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, vertexColorBuffer)
      gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, verticesColors, gl.STATIC_DRAW)

      //获取类型化数组中每个元素的大小
      var FSIZE = verticesColors.BYTES_PER_ELEMENT

      //获取顶点着色器attribute变量a_Position的存储地址, 分配缓存并开启
      var a_Position = gl.getAttribLocation(gl.program, 'a_Position');
      gl.vertexAttribPointer(a_Position, 3, gl.FLOAT, false, FSIZE * 6, 0)
      gl.enableVertexAttribArray(a_Position)

      //获取顶点着色器attribute变量a_Color(顶点颜色信息)的存储地址, 分配缓存并开启
      var a_Color = gl.getAttribLocation(gl.program, 'a_Color');
      gl.vertexAttribPointer(a_Color, 3, gl.FLOAT, false, FSIZE * 6, FSIZE * 3)
      gl.enableVertexAttribArray(a_Color)

      // 解绑缓冲区对象
      gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, null);

      return verticesColors.length / 6

    }

    init()
  </script>
</body>

</html>

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