计算机图形学问题 求教

Question

计算机图形学问题 会的来 有偿 q2这个问题与呈现如图1所示的滑板车模型有关 （a)图二显示了两个不同的webGL代码段。它们都画了两个圆并应用了一些变换运算。绘制由每个WebGL代码段实现的场景图

Answer 1

让阿豪来帮你解答，本回答参考chatgpt3.5编写提供，如果还有疑问可以评论或留言

a) 回答： 问题描述：给出两个不同的 webGL 代码段，它们都画了两个圆并应用了一些变换运算，要绘制由每个 webGL 代码段实现的场景图。 解决方案： 首先，需要说明一下，webGL 是基于 OpenGL ES 2.0 标准开发的，它是一个 3D 图形库，用于在 web 上实现 3D 图形渲染。 对于这个问题，我们可以通过编写 webGL 代码来实现两个圆的绘制，并应用变换运算。具体实现过程如下：

1. 绘制圆： 使用 webGL 绘制圆需要使用到三角形带（Triangle Strip）的方式，从而得到一个近似圆形的形状。triangle strip 是一种绘图方式，它使用一个交错序列的三角形形成一个平面图形，并且每个三角形都共享公共边。 首先，我们需要定义一个圆锥，然后将所有点投影到屏幕上，从而得到我们想要绘制的圆。 var radius = 0.5; var detail = 10; var vertices = [0, 0, 0]; for (var i = 0; i <= detail; i++) { var angle = (i / detail) * Math.PI * 2; var x = radius * Math.cos(angle); var y = radius * Math.sin(angle);
   vertices.push(x, y, 0); } var buffer = gl.createBuffer(); gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, buffer); gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, new Float32Array(vertices), gl.STATIC_DRAW); gl.enableVertexAttribArray(0); gl.vertexAttribPointer(0, 3, gl.FLOAT, false, 0, 0); gl.drawArrays(gl.TRIANGLE_STRIP, 0, vertices.length / 3);
2. 应用变换： 对于圆的变换操作，需要首先定义一个模型矩阵(Matrix)。模型矩阵用于将对象从模型空间转移到世界空间中。 var modelMatrix = mat4.create(); 接下来，可以使用 mat4.translate()、mat4.rotate()、mat4.scale() 等方法来定义变换矩阵： mat4.translate(modelMatrix, modelMatrix, [0, 0, -5]); // 平移变换 mat4.rotate(modelMatrix, modelMatrix, Math.PI / 2, [1, 0, 0]); // 旋转变换 mat4.scale(modelMatrix, modelMatrix, [0.7, 0.7, 0.7]); // 缩放变换 最后，需要将变换矩阵传递到着色器中，从而将圆进行变换： var modelMatrixUniform = gl.getUniformLocation(program, "uModelMatrix"); gl.uniformMatrix4fv(modelMatrixUniform, false, modelMatrix); 示例代码： 下面是一个绘制两个圆，并进行平移、旋转、缩放变换的 webGL 示例代码： var canvas = document.getElementById("canvas"); var gl = canvas.getContext("webgl"); var vertexShaderSrc = attribute vec3 aPosition; uniform mat4 uModelMatrix; uniform mat4 uViewMatrix; uniform mat4 uProjectionMatrix; void main() { gl_Position = uProjectionMatrix * uViewMatrix * uModelMatrix * vec4(aPosition, 1.0); }; var fragmentShaderSrc = precision mediump float; void main() { gl_FragColor = vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0); }; var vertexShader = gl.createShader(gl.VERTEX_SHADER); gl.shaderSource(vertexShader, vertexShaderSrc); gl.compileShader(vertexShader); var fragmentShader = gl.createShader(gl.FRAGMENT_SHADER); gl.shaderSource(fragmentShader, fragmentShaderSrc); gl.compileShader(fragmentShader); var program = gl.createProgram(); gl.attachShader(program, vertexShader); gl.attachShader(program, fragmentShader); gl.linkProgram(program); gl.useProgram(program); var radius = 0.5; var detail = 10; var vertices = [0, 0, 0]; for (var i = 0; i <= detail; i++) { var angle = (i / detail) * Math.PI * 2; var x = radius * Math.cos(angle); var y = radius * Math.sin(angle); vertices.push(x, y, 0); } var buffer = gl.createBuffer(); gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, buffer); gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, new Float32Array(vertices), gl.STATIC_DRAW); gl.enableVertexAttribArray(0); gl.vertexAttribPointer(0, 3, gl.FLOAT, false, 0, 0); var modelMatrix = mat4.create(); mat4.translate(modelMatrix, modelMatrix, [-1, 0, -5]); // 平移变换 mat4.rotate(modelMatrix, modelMatrix, Math.PI / 4, [1, 1, 0]); // 旋转变换 mat4.scale(modelMatrix, modelMatrix, [1.5, 1.5, 1.5]); // 缩放变换 var modelMatrixUniform = gl.getUniformLocation(program, "uModelMatrix"); gl.uniformMatrix4fv(modelMatrixUniform, false, modelMatrix); var viewMatrix = mat4.create(); mat4.lookAt(viewMatrix, [0, 0, 5], [0, 0, 0], [0, 1, 0]); var viewMatrixUniform = gl.getUniformLocation(program, "uViewMatrix"); gl.uniformMatrix4fv(viewMatrixUniform, false, viewMatrix); var projectionMatrix = mat4.create(); var aspectRatio = canvas.width / canvas.height; mat4.perspective(projectionMatrix, 45, aspectRatio, 0.1, 10); var projectionMatrixUniform = gl.getUniformLocation(program, "uProjectionMatrix"); gl.uniformMatrix4fv(projectionMatrixUniform, false, projectionMatrix); gl.drawArrays(gl.TRIANGLE_STRIP, 0, vertices.length / 3); mat4.identity(modelMatrix); mat4.translate(modelMatrix, modelMatrix, [1, 0, -5]); // 平移变换 mat4.rotate(modelMatrix, modelMatrix, Math.PI / 4, [0, 1, 1]); // 旋转变换 mat4.scale(modelMatrix, modelMatrix, [0.7, 0.7, 0.7]); // 缩放变换 gl.uniformMatrix4fv(modelMatrixUniform, false, modelMatrix); gl.drawArrays(gl.TRIANGLE_STRIP, 0, vertices.length / 3); 参考链接：https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/WebGL_API/Tutorial/Drawing_shapes_with_WEBGL#drawing_a_circle