WebGL让3D模型跟着视角走 - View矩阵详解

2023-09-11 08:23:15

WebGL中的View矩阵

在WebGL中，View矩阵的作用是将模型的坐标转换为视角中的坐标。这样就可以模拟眼睛的移动和旋转。注意，顶点位置从来没变过，只是在不同的观察角度下，呈现的坐标不一样而已。

View矩阵的数学原理

View矩阵是一个4x4矩阵，它将模型空间中的坐标转换为观察空间中的坐标。观察空间是一个以观察者为原点的坐标系，其x轴指向右，y轴指向上，z轴指向外。

View矩阵的计算公式如下：

View矩阵 = 观察矩阵 * 模型矩阵

观察矩阵是将世界空间中的坐标转换为观察空间中的坐标的矩阵。模型矩阵是将模型空间中的坐标转换为世界空间中的坐标的矩阵。

View矩阵在WebGL中的应用

View矩阵在WebGL中的应用非常广泛。它可以用于实现以下效果：

摄像机的位置和旋转
物体的移动和旋转
视锥体的裁剪
深度测试

总结

View矩阵是WebGL中非常重要的一个矩阵。它可以用于实现各种各样的3D效果。了解View矩阵的原理和应用，对于WebGL开发人员来说非常重要。

附录

View矩阵的具体计算方法

View矩阵的具体计算方法如下：

View矩阵 = 观察矩阵 * 模型矩阵

观察矩阵 = [
    cos(θ), 0, sin(θ), 0,
    0, 1, 0, 0,
    -sin(θ), 0, cos(θ), 0,
    0, 0, 0, 1
]

模型矩阵 = [
    1, 0, 0, 0,
    0, 1, 0, 0,
    0, 0, 1, 0,
    tx, ty, tz, 1
]

其中，θ是摄像机的旋转角度，tx、ty、tz是摄像机的平移量。

View矩阵的例子

下面是一个使用View矩阵实现摄像机移动的例子：

function updateViewMatrix() {
    // 计算摄像机的位置和旋转
    const cameraPosition = [0, 0, -10];
    const cameraRotation = [0, 0, 0];

    // 计算观察矩阵
    const viewMatrix = glm.lookAt(
        cameraPosition,
        [0, 0, 0],
        [0, 1, 0]
    );

    // 将观察矩阵传递给着色器
    gl.uniformMatrix4fv(viewMatrixLocation, false, viewMatrix);
}