掌握图形变形与矩阵变换，探索WebGL的魅力世界

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2023-03-20 15:08:00

探索WebGL变形世界的魅力

在计算机图形学的广阔领域中，WebGL无疑占据着一席之地，它赋予了网页呈现出令人惊叹的3D效果的能力。如果你渴望驾驭WebGL的强大功能，那么掌握对象变形是至关重要的。在这篇文章中，我们将深入探究变形矩阵，它是你控制对象位置的强大工具。

理解矩阵变换：变形的基础

矩阵变换的概念并不复杂，它本质上就是将对象从一个位置转换到另一个位置的过程。这个过程可以通过一个4x4矩阵来表示，即变换矩阵。每一列代表一个基向量，而这些基向量构成了空间中的正交坐标系。

当你想改变对象的姿态时，实际上就是将其顶点从一个基向量转换到另一个基向量。

位移、旋转和缩放：变形的基石

变形包含三个基本要素：位移、旋转和缩放。位移指对象的平移，旋转指围绕轴的旋转，而缩放指改变对象的大小。

位移： 平移矩阵通过定义x、y和z轴上的平移距离来实现位移。
旋转： 旋转矩阵通过指定围绕x、y和z轴的旋转角度来控制旋转。
缩放： 缩放矩阵包含三个缩放因子，用于调整对象在x、y和z轴上的尺寸。

使用代码实现图形变形

掌握了这些变形的基本原理后，让我们转向如何通过代码实现它们。

// 创建WebGL上下文
const gl = canvas.getContext('webgl');

// 编写顶点着色器
const vertexShaderSource = ...;
const vertexShader = gl.createShader(gl.VERTEX_SHADER);
gl.shaderSource(vertexShader, vertexShaderSource);
gl.compileShader(vertexShader);

// 编写片段着色器
const fragmentShaderSource = ...;
const fragmentShader = gl.createShader(gl.FRAGMENT_SHADER);
gl.shaderSource(fragmentShader, fragmentShaderSource);
gl.compileShader(fragmentShader);

// 创建程序
const program = gl.createProgram();
gl.attachShader(program, vertexShader);
gl.attachShader(program, fragmentShader);
gl.linkProgram(program);

// 使用变换矩阵
const transformMatrix = ...;
gl.uniformMatrix4fv(gl.getUniformLocation(program, 'transformMatrix'), false, transformMatrix);