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WebGl 使用平行矩阵实现图像平移

article 2024/10/23 5:23:20

1. 平行矩阵原理

平行矩阵，也称为平移矩阵，是一种在二维或三维空间中应用平移变换的矩阵。平移矩阵的作用是将空间中的每个点沿着一定的方向移动固定的距离，而不改变点之间的相对位置和距离。

在三维空间中，平移矩阵的形式为

| 1  0  0  0 |
| 0  1  0  0 |
| 0  0  1  0 |
| x  y  z  1 |

2. 实现步骤

2.1 创建平移矩阵

function getTranslateMatrix(x = 0, y = 0, z = 0) {
    return new Float32Array([
        1.0, 0.0, 0.0, 0.0,
        0.0, 1.0, 0.0, 0.0,
        0.0, 0.0, 1.0, 0.0,
          x,   y,   z,   1,
    ])
}

2.2 设置着色器

// 顶点着色器代码 
attribute vec4 aPosition;
uniform mat4 mat;
void main() {
    gl_Position = mat * aPosition;
}

在顶点着色器中，我们定义了一个uniform变量mat，用来接收平移矩阵。

2.3 传递矩阵

uniformMatrix4fv用于设置着色器程序中的统一矩阵（uniform matrix）变量。这个函数允许开发者将一个4x4的浮点矩阵传递给顶点着色器或片段着色器中的矩阵属性。这个矩阵可以用于多种变换，包括平移、旋转和缩放。

gl.uniformMatrix4fv(location, transpose, array);

ocation：指定 uniform 变量的存储位置。
transpose：在 webgl 中恒为false。
array：矩阵数组。

// 平行矩阵赋值
const matrix = getTranslateMatrix(x)
// 将平移矩阵传递给着色器
gl.uniformMatrix4fv(mat, false, matrix);

2.4 渲染场景

// 图形平移
let x = 1;
function animation() {
    x += 0.01;
    if (x > 1) {
        x = -1;
    }
    // 平行矩阵赋值
    const matrix = getTranslateMatrix(x)
    // 将平移矩阵传递给着色器
    gl.uniformMatrix4fv(mat, false, matrix);
    gl.drawArrays(gl.TRIANGLES, 0, 3);
    // 实现流畅的动画效果
    requestAnimationFrame(animation);
}
animation();