在这两个场景中,都必须在 glMatrix 中交换转换。
即在glMatrix中实现1):
mat4.translate(modelViewMatrix, modelViewMatrix, [0.6, 0.0, 0.0]);
mat4.rotateZ(modelViewMatrix, modelViewMatrix, degToRad(45));
为什么转换顺序颠倒了?
在这两个场景中,都必须在 glMatrix 中交换转换。
即在glMatrix中实现1):
mat4.translate(modelViewMatrix, modelViewMatrix, [0.6, 0.0, 0.0]);
mat4.rotateZ(modelViewMatrix, modelViewMatrix, degToRad(45));
为什么转换顺序颠倒了?
这不仅适用于 WebGL,也适用于一般的 OpenGL。事实上,它可能会令人困惑:应用转换的顺序与它们在源代码中出现的顺序相反。
您提供的代码的简化/缩短“伪代码”版本如下:
M = identity();
M = M * T; // Where T = Translation
M = M * R; // Where R = Rotation
一个更短的写作形式是
M = T * R;
现在想象你用这个矩阵变换一个顶点——这可以写成
transformedVertex = M * vertex
回想起来M = T * R
,这与
transformedVertex = T * R * vertex
你也可以写成
transformedVertex = T * (R * vertex)
或者,为了更明显:
rotatedVertex = R * vertex
transformedVertex = T * rotatedVertex
所以先旋转顶点。(然后,旋转的顶点被平移)
当然,你基本上可以扭转局面。OpenGL中矩阵乘法的常用方法是“后乘法”或“右乘法”,形式为
newMatrix = oldMatrix * additionalTransformation
(就像您在代码中所做的那样)。另一种方法是写
newMatrix = additionalTransformation * oldMatrix
这有时称为“预乘”或“左乘”。所以你也可以写
M = identity();
M = T * M; // Where T = Translation
M = R * M; // Where R = Rotation
所以最后,
M = R * T
在这种情况下,翻译出现在源代码中的旋转之前,并且翻译也将在旋转之前应用。
但在 OpenGL 的上下文中,这是相当不寻常的。(并且混合两种方式会非常混乱 - 我不推荐这个)。
附注:所有这些在当时可能更有意义,glPushMatrix
并且glPopMatrix
仍然是 OpenGL API 的一部分。对此的思考方式类似于场景图的遍历。您首先应用“全局”转换,然后应用“本地”转换。
回应评论:我将尝试写一些可以证明某些概念的词。在这里总结一下有点困难。我将尝试简化它,并省略一些可能超出单个答案范围的细节。这里提到的一些事情是指在早期版本的 OpenGL 中所做的事情,并且现在解决的方式不同 - 尽管许多概念仍然相同!
以场景图的形式表示 3D 场景并不少见。这是场景的分层结构表示,通常以树的形式:
root
/ \
nodeA nodeB
/ \ \
nodeA0 nodeA1 nodeB0
object object object
节点包含变换矩阵(例如旋转或平移)。3D 对象附加到这些节点。在渲染过程中,会遍历这个图:访问每个节点,并渲染它的对象。这是递归完成的,从根开始,访问所有孩子,一直到叶子。例如,渲染器可能会按以下顺序访问上述节点:
root
nodeA
nodeA0
nodeA1
nodeB
nodeB0
在此遍历期间,渲染器维护一个“矩阵堆栈”。在早期的 OpenGL 版本中,有专门的方法来维护这个堆栈。例如,glPushMatrix
将当前“顶部”矩阵的副本压入堆栈,并glPopMatrix
从堆栈中删除最顶部的矩阵。或者glMultMatrix
将堆栈的当前“顶部”矩阵与另一个矩阵相乘。
当一个对象被渲染时,它总是使用这个堆栈顶部的矩阵来渲染。(那时还没有着色器和mat4
制服……)
因此渲染器可以使用像这样的简单递归方法(伪代码)来渲染场景图:
void render(Node node) {
glPushMatrix();
glMultMatrix(node.matrix);
renderObject(node.object);
foreach (child in node.children) {
render(child);
}
glPopMatrix();
}
通过将渲染“封闭”到glPushMatrix
/glPopMatrix
对中,渲染器可以始终为它正在访问的节点维护正确的当前矩阵。现在,渲染器访问了这些节点,并维护了矩阵堆栈:
Node: Matrix Stack:
-----------------------------
root identity
nodeA identity * nodeA.matrix
nodeA0 identity * nodeA.matrix * nodeA0.matrix
nodeA1 identity * nodeA.matrix * nodeA1.matrix
nodeB identity * nodeB.matrix
nodeB0 identity * nodeB.matrix * nodeB0.matrix
可以看出,用于在节点中渲染对象的矩阵由沿从根到相应节点的路径的所有矩阵的乘积给出。
在考虑“大型”场景图时,这些概念可能带来的性能优势和优雅可能会变得更加明显:
root
nodeA
nodeB
nodeC
nodeD0
nodeD1
nodeD2
...
nodeD1000
可以计算产品
nodeA.matrix * nodeB.matrix * nodeC.matrix
一次,然后将nodeD0
...的矩阵nodeD1000
与此矩阵相乘。相反,如果想扭转乘法,就必须计算
nodeD0.matrix * nodeC.matrix * nodeB.matrix * nodeA.matrix
nodeD1.matrix * nodeC.matrix * nodeB.matrix * nodeA.matrix
...
nodeD1000.matrix * nodeC.matrix * nodeB.matrix * nodeA.matrix
矩阵乘法浪费了大量资源。(这些冗余计算可以通过其他方法避免,但这些方法几乎不会那么优雅和容易)。
我不太确定这个 glMatrix 是落后的。
例如,观看这些视频似乎是标准做法
m1 * m2 * m3 * vector
并给出视频中显示的顺序,对应于
gl_Position = projection * view * world * position;
与 GL 和 GLSL 完全匹配。
它也匹配 glMatrix。
var m = mat4.create();
mat4.projection(m, fov, aspect, zNear, zFar);
mat4.multiply(m, m, view);
mat4.translate(m, m, [x, y, z]);
mat4.rotateY(m, m, someAngle);
mat4.scale(m, m, [sx, sy, sz]);
正好对应
m = projection *
view *
translation *
rotation *
scale;
对我来说似乎很期待。
var vs = `
uniform mat4 u_worldViewProjection;
attribute vec4 position;
attribute vec2 texcoord;
varying vec2 v_texCoord;
void main() {
v_texCoord = texcoord;
gl_Position = u_worldViewProjection * position;
}
`;
var fs = `
precision mediump float;
varying vec2 v_texCoord;
uniform sampler2D u_diffuse;
void main() {
gl_FragColor = texture2D(u_diffuse, v_texCoord);
}
`;
"use strict";
var gl = document.querySelector("canvas").getContext("webgl");
var programInfo = twgl.createProgramInfo(gl, [vs, fs]);
var arrays = {
position: [1, 1, -1, 1, 1, 1, 1, -1, 1, 1, -1, -1, -1, 1, 1, -1, 1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, 1, -1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, -1, -1, 1, -1, -1, -1, -1, 1, -1, -1, 1, -1, 1, -1, -1, 1, 1, 1, 1, -1, 1, 1, -1, -1, 1, 1, -1, 1, -1, 1, -1, 1, 1, -1, 1, -1, -1, -1, -1, -1],
normal: [1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, -1, 0, 0, -1, 0, 0, -1, 0, 0, -1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, -1, 0, 0, -1, 0, 0, -1, 0, 0, -1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, -1, 0, 0, -1, 0, 0, -1, 0, 0, -1],
texcoord: [1, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1],
indices: [0, 1, 2, 0, 2, 3, 4, 5, 6, 4, 6, 7, 8, 9, 10, 8, 10, 11, 12, 13, 14, 12, 14, 15, 16, 17, 18, 16, 18, 19, 20, 21, 22, 20, 22, 23],
};
var bufferInfo = twgl.createBufferInfoFromArrays(gl, arrays);
var tex = twgl.createTexture(gl, {
min: gl.NEAREST,
mag: gl.NEAREST,
src: [
255, 0, 0, 255,
192, 192, 192, 255,
0, 0, 192, 255,
255, 0, 255, 255,
],
});
var uniforms = {
u_lightWorldPos: [1, 8, -10],
u_lightColor: [1, 0.8, 0.8, 1],
u_ambient: [0, 0, 0, 1],
u_specular: [1, 1, 1, 1],
u_shininess: 50,
u_specularFactor: 1,
u_diffuse: tex,
};
function render(time) {
time *= 0.001;
twgl.resizeCanvasToDisplaySize(gl.canvas);
gl.viewport(0, 0, gl.canvas.width, gl.canvas.height);
gl.enable(gl.DEPTH_TEST);
gl.enable(gl.CULL_FACE);
gl.clear(gl.COLOR_BUFFER_BIT | gl.DEPTH_BUFFER_BIT);
var eye = [1, 4, -6];
var target = [0, 0, 0];
var up = [0, 1, 0];
var view = mat4.create();
var camera = mat4.create();
// glMatrix's lookAt is arguably backward.
// It's making an inverse lookAt which is far less useful.
// There's one camera in the scene but hundreds of other
// objects that might want to use a lookAt to you know, look at things.
mat4.lookAt(view, eye, target, up);
//mat4.lookAt(camera, eye, target, up);
//mat4.invert(view, camera);
var m = mat4.create();
var fov = 30 * Math.PI / 180;
var aspect = gl.canvas.clientWidth / gl.canvas.clientHeight;
var zNear = 0.5;
var zFar = 10;
mat4.perspective(m, fov, aspect, zNear, zFar);
mat4.multiply(m, m, view);
mat4.translate(m, m, [1, 0, 0]);
mat4.rotateY(m, m, time);
mat4.scale(m, m, [1, 0.5, 0.7]);
uniforms.u_worldViewProjection = m;
gl.useProgram(programInfo.program);
twgl.setBuffersAndAttributes(gl, programInfo, bufferInfo);
twgl.setUniforms(programInfo, uniforms);
twgl.drawBufferInfo(gl, gl.TRIANGLES, bufferInfo);
requestAnimationFrame(render);
}
requestAnimationFrame(render);
body { margin: 0; }
canvas { width: 100vw; height: 100vh; display block; }
<script src="https://twgljs.org/dist/twgl-full.js"></script>
<script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/gl-matrix/2.3.2/gl-matrix-min.js"></script>
<canvas></canvas>
我现在你需要什么,看看:
http://nidza.html-5.me/zlatnaspirala2/project/index.html
源代码 :
https://github.com/zlatnaspirala/zlatnaspirala2 https://github.com/zlatnaspirala/zlatnaspirala2/blob/master/project/zlatnaspirala/zlatnaspirala.js
魔术是:
mat4.translate(mvMatrix, [0.0, 0.0, 0.0]);
xRot = YY;
yRot = alfa + XX;
mat4.rotate(mvMatrix, degToRad(xRot), [1, 0, 0]);
mat4.rotate(mvMatrix, degToRad(yRot), [0, 1, 0]);
mat4.translate(mvMatrix, [transX +TX,transY + TY,transZ +TZ]);
1)转换为零
2)旋转
3)转换到 3d 世界中的最后一个或当前位置。