Нажмите, чтобы увеличить в WebGL

Question

Мне нужно реализовать эффект масштабирования в стиле «Google Maps» в WebGL.В частности, у меня есть простая двумерная сцена, которая всегда перпендикулярна камере.Когда пользователь нажимает на сцену, камера должна приближаться к местоположению, которое находится над щелчком, но ближе к двумерной сцене.

Например, см. Этот jsfiddle, который реализует сцену, но не масштабирует:

http://jsfiddle.net/JqBs8/4/

Если у вас есть браузер с поддержкой WebGL, вы должны увидеть треугольник и квадрат (2-мерные), визуализированные в -7 на оси Z.Я поместил в обработчик события handleHouseUp () заполнителя, который регистрирует любые события щелчка, но я немного растерялся относительно того, как преобразовать координаты, заданные событием щелчка, в новое местоположение для камеры (или я предполагаю, что эквивалентно новоематрица представления).

(jsfiddle основан на учебном пособии 1 от learningwebgl.com и использует библиотеку glMatrix http://code.google.com/p/glmatrix/ для операций с матрицами. Имейте в виду, что это WebGL, аналогичный OpenGLES, и не имеет доступа к функциям glu *.

Answer 1

Я написал кое-что в этом jsfiddle, которое должно помочь вам.

http://jsfiddle.net/hedzys6r/

(или https://codepen.io/brainjam/pen/gBZyGm)

Просто нажмите на WebGLокно, чтобы увеличить туда, куда указывает мышь.

Основная идея состоит в том, что точка в окне WebGL получается путем проецирования ее из трехмерного пространства с использованием матрицы проекции pMatrix и матрицы вида (Матрица просмотра зависит от того, где находится камера и направление, в котором она смотрит.) Состав этих матриц в коде называется pvMatrix.

Если вы хотите обратное преобразование из окна обратно в трипробел, вы должны взять координату пространства клипа (x, y, z) и «откатить» ее обратно в 3D, используя обратное значение pvMatrix. В пространстве клипа координаты находятся в диапазоне [-1,1], иz координата - это глубина.

В мире OpenGL эти преобразования реализованы в gluProject() и gluUnproject() (которые вы можете найти в Google для получения дополнительной информации и исходного кода).

В примере с jsfiddle мы вычисляем(x, y) координаты в пространстве клипа, а затем отмените проецирование (x, y, z) на два разных значения z.Из этого мы получаем две точки в трехмерном пространстве, которые отображаются на (x, y), и мы можем вывести вектор направления.Затем мы можем переместить камеру в этом направлении, чтобы получить эффект масштабирования.

В коде положение камеры находится в отрицании вектора eye.

В этом примере показано, какдля перемещения камеры в направлении, которое вы нажимаете.Если вы хотите на самом деле двигаться к конкретным объектам в сцене, вы должны реализовать что-то вроде выделения объектов, то есть другого котелка рыбы.Пример, который я привел, не знает объектов на сцене.

Answer 2

Это действительно часть ответа brainjam, но на случай, если jsfiddle исчезнет, ​​я хотел убедиться, что код был заархивирован. Вот основной бит:

  function handleMouseUp(event) {
      var world1 = [0,0,0,0] ;
      var world2 = [0,0,0,0] ;
      var dir = [0,0,0] ;
      var w = event.srcElement.clientWidth ;
      var h = event.srcElement.clientHeight ;
      // calculate x,y clip space coordinates
      var x = (event.offsetX-w/2)/(w/2) ;
      var y = -(event.offsetY-h/2)/(h/2) ;
      mat4.inverse(pvMatrix, pvMatrixInverse) ;
      // convert clip space coordinates into world space
      mat4.multiplyVec4(pvMatrixInverse, [x,y,-1,1], world1) ;
      vec3.scale(world1,1/world1[3]) ;
      mat4.multiplyVec4(pvMatrixInverse, [x,y,0,1], world2) ;
      vec3.scale(world2,1/world2[3]) ;
      // calculate world space view vector
      vec3.subtract(world2,world1,dir) ;
      vec3.normalize(dir) ;
      vec3.scale(dir,0.3) ;
      // move eye in direction of world space view vector
      vec3.subtract(eye,dir) ;
      drawScene();
      console.log(event)
  }

И весь JS ...

    var gl;
    function initGL(canvas) {
        try {
            gl = canvas.getContext("experimental-webgl");
            gl.viewportWidth = canvas.width;
            gl.viewportHeight = canvas.height;
        } catch (e) {
        }
        if (!gl) {
            alert("Could not initialise WebGL, sorry :-(");
        }
    }


    function getShader(gl, id) {
        var shaderScript = document.getElementById(id);
        if (!shaderScript) {
            return null;
        }

        var str = "";
        var k = shaderScript.firstChild;
        while (k) {
            if (k.nodeType == 3) {
                str += k.textContent;
            }
            k = k.nextSibling;
        }

        var shader;
        if (shaderScript.type == "x-shader/x-fragment") {
            shader = gl.createShader(gl.FRAGMENT_SHADER);
        } else if (shaderScript.type == "x-shader/x-vertex") {
            shader = gl.createShader(gl.VERTEX_SHADER);
        } else {
            return null;
        }

        gl.shaderSource(shader, str);
        gl.compileShader(shader);

        if (!gl.getShaderParameter(shader, gl.COMPILE_STATUS)) {
            alert(gl.getShaderInfoLog(shader));
            return null;
        }

        return shader;
    }


    var shaderProgram;

    function initShaders() {
        var fragmentShader = getShader(gl, "shader-fs");
        var vertexShader = getShader(gl, "shader-vs");

        shaderProgram = gl.createProgram();
        gl.attachShader(shaderProgram, vertexShader);
        gl.attachShader(shaderProgram, fragmentShader);
        gl.linkProgram(shaderProgram);

        if (!gl.getProgramParameter(shaderProgram, gl.LINK_STATUS)) {
            alert("Could not initialise shaders");
        }

        gl.useProgram(shaderProgram);

        shaderProgram.vertexPositionAttribute = gl.getAttribLocation(shaderProgram, "aVertexPosition");
        gl.enableVertexAttribArray(shaderProgram.vertexPositionAttribute);

        shaderProgram.pMatrixUniform = gl.getUniformLocation(shaderProgram, "uPMatrix");
        shaderProgram.mvMatrixUniform = gl.getUniformLocation(shaderProgram, "uMVMatrix");
    }


    var mvMatrix = mat4.create();
    var pMatrix = mat4.create();

    function setMatrixUniforms() {
        gl.uniformMatrix4fv(shaderProgram.pMatrixUniform, false, pMatrix);
        gl.uniformMatrix4fv(shaderProgram.mvMatrixUniform, false, mvMatrix);
    }



    var triangleVertexPositionBuffer;
    var squareVertexPositionBuffer;

    function initBuffers() {
        triangleVertexPositionBuffer = gl.createBuffer();
        gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, triangleVertexPositionBuffer);
        var vertices = [
             0.0,  1.0,  0.0,
            -1.0, -1.0,  0.0,
             1.0, -1.0,  0.0
        ];
        gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, new Float32Array(vertices), gl.STATIC_DRAW);
        triangleVertexPositionBuffer.itemSize = 3;
        triangleVertexPositionBuffer.numItems = 3;

        squareVertexPositionBuffer = gl.createBuffer();
        gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, squareVertexPositionBuffer);
        vertices = [
             1.0,  1.0,  0.0,
            -1.0,  1.0,  0.0,
             1.0, -1.0,  0.0,
            -1.0, -1.0,  0.0
        ];
        gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, new Float32Array(vertices), gl.STATIC_DRAW);
        squareVertexPositionBuffer.itemSize = 3;
        squareVertexPositionBuffer.numItems = 4;
    }

var eye = vec3.create([0,0,0]) ;  // negation of actual eye position

var pvMatrix = mat4.create();

var pvMatrixInverse = mat4.create();

    function drawScene() {
        gl.viewport(0, 0, gl.viewportWidth, gl.viewportHeight);
        gl.clear(gl.COLOR_BUFFER_BIT | gl.DEPTH_BUFFER_BIT);

        mat4.perspective(45, gl.viewportWidth / gl.viewportHeight, 0.1, 100.0, pMatrix);

        mat4.identity(mvMatrix);

        // calculate the view transform mvMatrix, and the projection-view matrix pvMatrix
        mat4.translate(mvMatrix, eye);        
        mat4.multiply(pMatrix,mvMatrix,pvMatrix) ;

        mat4.translate(mvMatrix, [-1.5, 0.0, -7.0]);
        gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, triangleVertexPositionBuffer);
        gl.vertexAttribPointer(shaderProgram.vertexPositionAttribute, triangleVertexPositionBuffer.itemSize, gl.FLOAT, false, 0, 0);
        setMatrixUniforms();
        gl.drawArrays(gl.TRIANGLES, 0, triangleVertexPositionBuffer.numItems);


        mat4.translate(mvMatrix, [3.0, 0.0, 0.0]);
        gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, squareVertexPositionBuffer);
        gl.vertexAttribPointer(shaderProgram.vertexPositionAttribute, squareVertexPositionBuffer.itemSize, gl.FLOAT, false, 0, 0);
        setMatrixUniforms();
        gl.drawArrays(gl.TRIANGLE_STRIP, 0, squareVertexPositionBuffer.numItems);
    }

  function handleMouseUp(event) {
      var world1 = [0,0,0,0] ;
      var world2 = [0,0,0,0] ;
      var dir = [0,0,0] ;
      var w = event.srcElement.clientWidth ;
      var h = event.srcElement.clientHeight ;
      // calculate x,y clip space coordinates
      var x = (event.offsetX-w/2)/(w/2) ;
      var y = -(event.offsetY-h/2)/(h/2) ;
      mat4.inverse(pvMatrix, pvMatrixInverse) ;
      // convert clip space coordinates into world space
      mat4.multiplyVec4(pvMatrixInverse, [x,y,-1,1], world1) ;
      vec3.scale(world1,1/world1[3]) ;
      mat4.multiplyVec4(pvMatrixInverse, [x,y,0,1], world2) ;
      vec3.scale(world2,1/world2[3]) ;
      // calculate world space view vector
      vec3.subtract(world2,world1,dir) ;
      vec3.normalize(dir) ;
      vec3.scale(dir,0.3) ;
      // move eye in direction of world space view vector
      vec3.subtract(eye,dir) ;
      drawScene();
      console.log(event)
  }

    function webGLStart() {
        var canvas = document.getElementById("lesson01-canvas");
        initGL(canvas);
        initShaders();
        initBuffers();

        gl.clearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);
        gl.enable(gl.DEPTH_TEST);

        canvas.onmouseup = handleMouseUp;

        drawScene();
    }

webGLStart();