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WebGL - 缩放

在本章中，我们将通过一个示例来演示如何使用 WebGL 修改三角形的比例。

缩放

缩放就是增加或减少对象的大小。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] 的三角形将为其大小的两倍。因此，要缩放三角形，您必须将每个顶点乘以缩放因子。您也可以缩放特定的顶点。

要缩放三角形，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，该矩阵在对角线位置(最后一个对角线位置为 1)具有 x、y、z 坐标的缩放因子。

所需步骤

创建 WebGL 应用程序来缩放三角形需要以下步骤。

步骤 1 − 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。

步骤 2 −定义几何图形并将其存储在缓冲区对象中

由于我们绘制的是三角形，因此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, ];

步骤 3 − 创建和编译着色器程序

在此步骤中，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。

  • 顶点着色器 − 在程序的顶点着色器中，我们定义一个矢量属性来存储 3D 坐标。与此同时，我们定义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 变量即可。

var fragCode = 'void main(void) {' +' gl_FragColor = vec4(1, 0.5, 0.0, 1);' +'}';

步骤 4 − 将着色器程序与缓冲区对象关联

在此步骤中，我们将缓冲区对象与着色器程序关联。

步骤 5 − 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。对于此方法，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 – 缩放三角形

以下示例显示如何缩放三角形 −

<!doctype html>
<html>
   <body>
      <canvas width = "300" height = "300" id = "my_Canvas"></canvas>

      <script>
         /*=================创建画布=========================*/
         var canvas = document.getElementById('my_Canvas');
         gl = canvas.getContext('experimental-webgl'); 

         /*===========定义和存储几何形状==============*/
         var vertices =  [
            -0.5,0.5,0.0, 	
            -0.5,-0.5,0.0, 	
            0.5,-0.5,0.0,   
         ];

         //创建一个空的缓冲区对象并存储顶点数据

         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============================*/

         //顶点着色器源代码
         var vertCode =
            'attribute vec4 coordinates;' + 
            'uniform mat4 u_xformMatrix;' +
            'void main(void) {' +
               '  gl_Position = u_xformMatrix * coordinates;' +
            '}';

         //创建顶点着色器程序对象并编译                
         var vertShader = gl.createShader(gl.VERTEX_SHADER);
         gl.shaderSource(vertShader, vertCode);
         gl.compileShader(vertShader);

         //片段着色器源代码
         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);

         //创建并使用组合着色器程序
         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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