Vertex Shader的拉伸和平移艺术，实现更生动图像！

在计算机图形学领域，vertex shader（顶点着色器）是图形管线中至关重要的一个环节，它负责对每个顶点进行变换、着色和光照计算。在本次WebGL第九课中，我们将深入剖析如何利用vertex shader实现拉伸和平移操作，赋予三维图形更加生动逼真的生命力。

拉伸和平移艺术：vertex shader中的舞步

拉伸和平移，这两个操作看似简单，却蕴含着计算机图形学中深邃的奥秘。在vertex shader中，我们可以通过修改顶点的坐标值来实现这些操作，从而达到改变图形形状和位置的效果。

拉伸操作，可以理解为将图形沿着某个方向进行放大或缩小。在vertex shader中，我们可以通过修改顶点坐标值来实现拉伸效果。例如，我们可以将顶点的x坐标乘以一个大于1的因子来实现x方向的拉伸，或者将顶点的y坐标乘以一个小于1的因子来实现y方向的拉伸。

平移操作，可以理解为将图形沿着某个方向进行移动。在vertex shader中，我们可以通过修改顶点坐标值来实现平移效果。例如，我们可以将顶点的x坐标加上一个常数值来实现x方向的平移，或者将顶点的y坐标加上一个常数值来实现y方向的平移。

顺序很重要：先拉伸再平移

在实现拉伸和平移操作时，顺序非常重要。我们必须先执行拉伸操作，然后再执行平移操作。如果颠倒顺序，将会导致图形发生意外的变形。

实战演练：用代码实现拉伸和平移

现在，让我们通过代码示例来具体了解如何在vertex shader中实现拉伸和平移操作。首先，我们需要定义一个vertex shader程序，其中包含顶点着色器的代码。

// 顶点着色器程序
const vertexShader = `
    attribute vec3 a_position; // 顶点位置
    uniform mat4 u_modelMatrix; // 模型矩阵
    uniform mat4 u_viewMatrix; // 观察矩阵
    uniform mat4 u_projectionMatrix; // 投影矩阵
    uniform float u_stretchFactor; // 拉伸因子
    uniform vec3 u_translationVector; // 平移向量

    void main() {
        // 先拉伸
        vec3 stretchedPosition = vec3(
            a_position.x * u_stretchFactor,
            a_position.y * u_stretchFactor,
            a_position.z * u_stretchFactor
        );

        // 再平移
        vec3 translatedPosition = stretchedPosition + u_translationVector;

        // 应用模型、观察和投影变换
        gl_Position = u_projectionMatrix * u_viewMatrix * u_modelMatrix * vec4(translatedPosition, 1.0);
    }
`;

在vertex shader程序中，我们定义了顶点属性a_position，它代表顶点的位置。我们还定义了几个uniform变量，包括模型矩阵、观察矩阵、投影矩阵、拉伸因子和平移向量。

在vertex shader的主函数main()中，我们首先执行拉伸操作，将顶点位置a_position乘以拉伸因子u_stretchFactor，得到拉伸后的顶点位置stretchedPosition。然后，我们执行平移操作，将拉伸后的顶点位置stretchedPosition加上平移向量u_translationVector，得到平移后的顶点位置translatedPosition。最后，我们应用模型、观察和投影变换，得到最终的顶点位置gl_Position。

结语：拉伸和平移，WebGL图形学的舞蹈

拉伸和平移操作，是vertex shader中常用的两种变换操作。通过熟练掌握这些操作，我们可以实现各种各样的图形变形效果，从而赋予三维图形更加生动逼真的生命力。