webgl 15.进入3D世界

都十几节了我们一直都在处理二维平面,Z 轴一直为 0。现在我们开始进入三维世界。进入 3D 世界我们需要解决 2 个问题,一是
viewing direction 即我们的眼睛在哪往哪看(相机),二是 visible range 即视野范围,现实世界中我们的视野是有限的,超出视野范围的物体我们是看不到的。

这节先来看一下 viewing direction
确定我们的眼睛在哪往哪看需要下面的信息来确定

eye point.png

Eye Point: 眼睛的位置,用 (eyeX, eyeY, eyeZ) 表示。
Look-at point: 你往物体的哪个地方看,用 (atX, atY, atZ) 表示。Eye Point 和 Look-at point 的连线就是视线的方向。
Up direction: 场景的上方向,你站着看一个物体和头朝下倒立看一个物体肯定正好是反的。

Matrix4 对象的 setLookAt 可以计算出这个变换矩阵,这个矩阵叫作 view matrix。

  • Matrix4.setLookAt(eyeX, eyeY, eyeZ, atX, atY, atZ, upX, upY, upZ)

来看个例子


LookAtTriangles.png

随着 shader 代码越来越多,拼接字符串的方式有点繁琐。我们改用例外一种方式来书写 shader 代码。把 shader 代码放到 <script> 标签中再用 DOM API 去读取。

<script id="vertex-shader" type="glsl">
    attribute vec4 a_Position;
    attribute vec4 a_Color;
    uniform mat4 u_viewMatrix;
    varying vec4 v_Color;

    void main() {
        gl_Position = u_viewMatrix * a_Position;
        v_Color = a_Color;
    }
</script>

<script id="fragment-shader" type="glsl">
    precision mediump float;
    varying vec4 v_Color;
    void main() {
       gl_FragColor = v_Color;
    }
</script>

script 标签的 type 类型不能为 "text/javascript" ,否则会被解释为 JS

可以这样读取

var VERTEX_SHADER_SOURCE = document.getElementById('vertex-shader').text;
var FRAGMENT_SHADER_SOURCE = document.getElementById('fragment-shader').text;
var vertices = new Float32Array([
    0.0, 0.5, -0.4, 0.4, 1.0, 0.4, // The back green triangle
    -0.5, -0.5, -0.4, 0.4, 1.0, 0.4,
    0.5, -0.5, -0.4, 1.0, 0.4, 0.4,

    0.5, 0.4, -0.2, 1.0, 0.4, 0.4, // The middle yellow triangle
    -0.5, 0.4, -0.2, 1.0, 1.0, 0.4,
    0.0, -0.6, -0.2, 1.0, 1.0, 0.4,

    0.0, 0.5, 0.0, 0.4, 0.4, 1.0, // The front blue triangle
    -0.5, -0.5, 0.0, 0.4, 0.4, 1.0,
    0.5, -0.5, 0.0, 1.0, 0.4, 0.4
]);

var viewMatrix = new Matrix4();
viewMatrix.setLookAt(0.2, 0.25, 0.25, 0, 0, 0, 0, 1, 0);

var u_viewMatrix = gl.getUniformLocation(gl.program, 'u_viewMatrix');
gl.uniformMatrix4fv(u_viewMatrix, false, viewMatrix.elements);
  • gl_Position = u_viewMatrix * a_Position

我们用计算出来的 view matrix 乘以了 a_Position

而我们前面讲模型变换的时候是这样计算 position 的

  • gl_Position = u_modelMatrix * a_Position

可以看到这个和模型的旋转、平移等计算方法是一样的,这是为什么呢? 其实解决眼睛在哪里往哪里看和模型的旋转平移等是等价的。

eye.png
看上面的图片,开始我的眼睛在原点往 Z 轴负方向看,然后眼睛沿 Z 轴正方向移动 1 个单位,眼睛和三角形的距离增加了 1 。这其实和眼睛不动,三角形向 Z 轴负方向移动 1 个单位是等价的。所以我们只需要计算出 view matrix 再对模型做变换就行了。

webgl 中眼睛默认在原点,视线是往 Z 轴负方向看,上方向是 Y 轴正方向即:

var defaultViewMatrix = new Matrix4();
defaultViewMatrix.setLookAt(0,0,0, 0,0,-1, 0,1,0);

查看源码

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 203,937评论 6 478
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,503评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 150,712评论 0 337
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,668评论 1 276
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,677评论 5 366
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,601评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,975评论 3 396
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,637评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,881评论 1 298
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,621评论 2 321
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,710评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,387评论 4 319
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,971评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,947评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,189评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 44,805评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,449评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容

  • <转>我也忘了转自哪里,抱歉,感谢原作者 什么是Shader Shader(着色器)是一段能够针对3D对象进行操作...
    星易乾川阅读 5,575评论 1 16
  • 转载注明出处:点击打开链接 Shader(着色器)是一段能够针对3D对象进行操作、并被GPU所执行的程序。Shad...
    游戏开发小Y阅读 3,323评论 0 4
  • 三清山位于江西省上饶市玉山县,是一座国家5A级道教名山。 三清山山形峭立,山石多姿,林木葱茏,物种丰富,是中国山水...
    阿果悠悠阅读 241评论 0 0
  • iOS 说:「好了清晰,我们不再是朋友了。」 自 2007 年初始,iOS 锁屏就以十分简单易懂的形象示人,但今非...
    花生G_G阅读 390评论 0 0
  • 真正搞书法的人,没有不重视笔法的,古人有“笔法为不传之秘”、“用笔千古不易”等等说法,在各种书论中对笔法的论...
    瑞梓阅读 433评论 0 0