WebGL实战2D图例，解锁图像自由变换！

前情提要

在之前的文章中，我们探讨了矩阵在WebGL中的应用。现在，让我们将理论付诸实践，使用矩阵来变换2D图像。我们将涵盖以下变换类型：

• 平移
• 缩放
• 错切
• 复合变换

平移

平移是将图像沿x轴或y轴移动。在WebGL中，平移矩阵表示如下：

[1, 0, 0, 0]
[0, 1, 0, 0]
[tx, ty, 1, 0]
[0, 0, 0, 1]

其中(tx, ty)是平移向量。

缩放

缩放是放大或缩小图像。缩放矩阵表示如下：

[sx, 0, 0, 0]
[0, sy, 0, 0]
[0, 0, 1, 0]
[0, 0, 0, 1]

其中(sx, sy)是缩放因子。

错切

错切是一种将图像沿对角线倾斜的变换。错切矩阵表示如下：

[1, 0, 0, 0]
[shy, 1, 0, 0]
[0, 0, 1, 0]
[0, 0, 0, 1]

其中shy是错切因子。

复合变换

复合变换是将多个变换组合在一起应用于图像。例如，可以先将图像平移，然后缩放，最后错切。要执行复合变换，只需将每个变换的矩阵相乘即可。

WebGL实现

要使用WebGL实现这些变换，我们需要执行以下步骤：

1. 创建WebGL上下文。
2. 创建并编译顶点着色器和片元着色器。
3. 链接着色器程序并使用它。
4. 为我们的图像创建顶点缓冲区对象（VBO）和索引缓冲区对象（EBO）。
5. 绑定VBO和EBO并指定顶点数据。
6. 获取uniform变量位置以设置变换矩阵。
7. 循环执行以下操作：
   • 清除屏幕。
   • 设置变换矩阵。
   • 绑定VBO和EBO。
   • 调用gl.drawElements()绘制图像。

示例

以下是一个示例代码片段，它使用平移矩阵将图像沿x轴平移100像素：

const tx = 100;
const ty = 0;
const translationMatrix = [
    1, 0, 0, 0,
    0, 1, 0, 0,
    tx, ty, 1, 0,
    0, 0, 0, 1
];
gl.uniformMatrix4fv(translationMatrixLocation, false, translationMatrix);

效果

通过应用这些变换，你可以对2D图像进行各种变换，从而实现复杂的效果。你可以使用平移来移动图像，使用缩放来放大或缩小图像，使用错切来倾斜图像，并使用复合变换来创建更复杂的效果。

优势

使用矩阵进行图像变换具有以下优势：

• 效率高： 矩阵运算可以并行化，这使得它们非常高效。
• 易于使用： 只需几个简单的步骤即可应用变换。
• 可组合性： 可以组合多个变换来创建复杂的效果。

应用

2D图像变换在许多应用中都有用，包括：

• 图像编辑
• 游戏开发
• 用户界面设计
• 动画

通过掌握矩阵变换，你可以解锁图像自由变换的强大功能，并为你的项目创造出令人惊叹的效果。