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深入解析WebGL坐标系基础,揭秘3D场景定位奥秘

前端

坐标系在WebGL中的作用

坐标系是3D图形学中不可或缺的概念,在WebGL中也不例外。坐标系为3D场景中的对象提供了一个参照系,使得我们可以对它们进行定位、旋转、缩放等操作。

WebGL中主要有三种坐标系:

  • 视口坐标系 :视口坐标系是屏幕上的一块区域,用于显示3D场景。视口坐标系的原点位于屏幕的左上角,x轴向右延伸,y轴向下延伸。
  • 世界坐标系 :世界坐标系是3D场景中的全局坐标系。世界坐标系的原点通常位于场景的中心,x轴向右延伸,y轴向上延伸,z轴向前延伸。
  • 局部坐标系 :局部坐标系是每个3D对象自身的坐标系。局部坐标系的原点位于对象的中心,x轴、y轴和z轴分别与对象的宽、高和深方向对应。

坐标变换

坐标变换是将一个坐标系中的坐标转换为另一个坐标系中的坐标的过程。坐标变换在WebGL中非常重要,因为它可以将3D对象从一个位置移动到另一个位置,或者将它们旋转到不同的角度。

WebGL中常用的坐标变换包括:

  • 模型视图变换 :模型视图变换将局部坐标系中的坐标转换为世界坐标系中的坐标。
  • 投影变换 :投影变换将世界坐标系中的坐标转换为视口坐标系中的坐标。

视口坐标系

视口坐标系是屏幕上的一块区域,用于显示3D场景。视口坐标系的原点位于屏幕的左上角,x轴向右延伸,y轴向下延伸。

视口坐标系可以通过gl.viewport()函数进行设置。gl.viewport()函数接收四个参数:x、y、width和height。x和y指定视口坐标系的左上角坐标,width和height指定视口坐标系的宽和高。

世界坐标系

世界坐标系是3D场景中的全局坐标系。世界坐标系的原点通常位于场景的中心,x轴向右延伸,y轴向上延伸,z轴向前延伸。

世界坐标系中的坐标可以使用gl.translate()、gl.rotate()和gl.scale()函数进行变换。gl.translate()函数将对象在x、y和z轴上平移指定的距离。gl.rotate()函数将对象绕着指定的轴旋转指定的角度。gl.scale()函数将对象在x、y和z轴上缩放指定的倍数。

局部坐标系

局部坐标系是每个3D对象自身的坐标系。局部坐标系的原点位于对象的中心,x轴、y轴和z轴分别与对象的宽、高和深方向对应。

局部坐标系中的坐标可以使用gl.uniformMatrix4fv()函数进行变换。gl.uniformMatrix4fv()函数接收两个参数:uniformLocation和matrix。uniformLocation是uniform变量的位置,matrix是变换矩阵。

总结

坐标系是WebGL中不可或缺的概念,理解坐标系对于WebGL开发至关重要。本文深入浅出地讲解了WebGL坐标系的基础知识,包括视口坐标系、世界坐标系、局部坐标系,以及坐标变换的原理和应用。掌握这些知识,将帮助您轻松定位和操作3D对象,构建逼真的3D场景。