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深入剖析 WebGL 坐标系统:赋能 3D 图形创作**

前端

在 WebGL 的世界中,坐标系统扮演着至关重要的角色,它定义了 3D 对象在虚拟空间中的位置和方向。了解 WebGL 坐标系统是掌握这项强大技术的关键。

局部空间:对象的坐标基准

想象你正在组装一台四驱车。你不必关心各个组件在全球地图上的经纬度,你只需要关注每个组件相对于车辆整体的相对位置。这便是局部空间的概念。在局部空间中,对象位于原点,所有变换都基于其相对位置。

世界空间:全局视角

与局部空间相反,世界空间代表了 3D 场景的全局视角。它定义了对象相对于整个场景的绝对位置。当多个对象协同工作时,世界空间尤为重要,因为它允许它们准确地相互交互。

WebGL 坐标系统:右手定则

WebGL 使用右手定则来定义其坐标系统。这是一种约定,用于确定 X、Y 和 Z 轴的方向。伸出你的右手,大拇指指向正 X 轴,食指指向正 Y 轴,中指指向正 Z 轴。

变换矩阵:控制对象位置和方向

变换矩阵是一组数字,用于控制对象的平移、旋转和缩放。它们可以应用于局部空间或世界空间,这取决于你想要影响对象的相对位置还是绝对位置。

应用在实践中:一个简单的 WebGL 立方体

为了将 WebGL 坐标系统付诸实践,让我们创建一个简单的立方体。首先,我们定义其局部空间坐标:

const cubeVertices = [
  // 前面
  -1, -1,  1,
   1, -1,  1,
   1,  1,  1,
  -1,  1,  1,

  // 后面
  -1, -1, -1,
  -1,  1, -1,
   1,  1, -1,
   1, -1, -1,

  // 顶部
  -1,  1, -1,
  -1,  1,  1,
   1,  1,  1,
   1,  1, -1,

  // 底部
  -1, -1, -1,
   1, -1, -1,
   1, -1,  1,
  -1, -1,  1,

  // 左侧
  -1, -1, -1,
  -1, -1,  1,
  -1,  1,  1,
  -1,  1, -1,

  // 右侧
   1, -1, -1,
   1,  1, -1,
   1,  1,  1,
   1, -1,  1,
];

然后,我们可以使用变换矩阵将其平移到世界空间:

const worldMatrix = mat4.create();
mat4.translate(worldMatrix, worldMatrix, [0, 0, -2]);

结论

WebGL 坐标系统为 3D 图形创作提供了基础。通过理解局部空间、世界空间、右手定则和变换矩阵,开发者可以精确地控制和操作场景中的对象。有了这些知识,WebGL 的无限可能便触手可及。

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