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OpenGL知っている所からWebGL入門(5) 透視投影変換行列を使う

gluPerspectiveのソースコードをhttps://www.khronos.org/opengl/wiki/GluPerspective_codeからコピペ移植して透視投影変換をします。

ソースコード

<!DOCTYPE html>
    <html>
      <head>
        <title>四角形描画</title>
        <style>
        </style>
      </head>
      <body>
        
        <!-- HTML5のキャンバス作成 -->
        <canvas id="MyCanvas" width="400" height="400"></canvas>
        
        <!-- シェーダ -->
        
<!-- シェーダはGLSL (OpenGL Shading Language) で書く。つまり、ここはHTMLでもJavaScriptでもない --> <!-- scriptタグのid「vshader」を識別子として、コンパイル時にgetElementByIDを使って文字列としてこのシェーダプログラムを参照する --> <!-- ************************************** --> <!-- ** 頂点シェーダ*********************** --> <!-- ************************************** --> <script id="vshader" type="x-shader/x-vertex"> attribute vec3 position; attribute vec3 color; uniform mat4 mmodel;//モデルビュー行列 uniform mat4 mperspective;//透視投影変換行列 varying lowp vec3 vColor; void main(void){ gl_Position = mperspective * mmodel * vec4(position, 1.0); vColor = color; } </script> <!-- ここもGLSLで書く。 --> <!-- 上と同様、コンパイル時にscriptタグのid「fshader」で参照する --> <!-- ************************************** --> <!-- ** フラグメントシェーダ*************** --> <!-- ************************************** --> <script id="fshader" type="x-shader/x-fragment"> precision mediump float;//これがないとコンパイルエラーになる varying lowp vec3 vColor; void main(void){ gl_FragColor = vec4(vColor, 1.0); } </script>

 
 <!-- シェーダのコンパイル。ここはJavaScriptで書く --> <!-- ************************************** --> <!-- ** シェーダコンパイルとリンク********* --> <!-- ************************************** --> <script> var programID;// グローバル変数としてプログラム名の格納先を定義する function prepare_shaders(gl){ /////////////////////////////// /////////////////////////////// // 頂点シェーダコンパイル var vs = document.getElementById ("vshader"); var vertexShader = gl.createShader (gl.VERTEX_SHADER); gl.shaderSource (vertexShader, vs.text);//シェーダのプログラムをテキストで取得 gl.compileShader (vertexShader); if ( !gl.getShaderParameter (vertexShader, gl.COMPILE_STATUS) ){ throw new Error (gl.getShaderInfoLog(vertexShader)); } /////////////////////////////// /////////////////////////////// // フラグメントシェーダコンパイル var fs = document.getElementById ("fshader"); var fragmentShader = gl.createShader (gl.FRAGMENT_SHADER); gl.shaderSource (fragmentShader, fs.text);//シェーダのプログラムをテキストで取得 gl.compileShader (fragmentShader); if ( !gl.getShaderParameter (fragmentShader, gl.COMPILE_STATUS) ){ throw new Error (gl.getShaderInfoLog(fragmentShader)); } /////////////////////////////// /////////////////////////////// // プログラムのリンク programID = gl.createProgram (); gl.attachShader (programID, vertexShader); gl.attachShader (programID, fragmentShader); gl.linkProgram (programID); if ( !gl.getProgramParameter(programID, gl.LINK_STATUS) ) { throw new Error (gl.getProgramInfoLog(programID)); } } </script>
<!-- データの準備。ここもJavaScriptで書く --> <!-- ************************************** --> <!-- ** 三角形の準備********* --> <!-- ************************************** --> <!-- ************************************** --> <script> //各変数をグローバル変数として定義 var vertexesVboID; var colorsVboID; function prepare_data(gl){ //頂点バッファ作成 var vertexes = [ -0.7, 0.7, 0.0, 0.7, 0.7, 0.0, -0.7, -0.7, 0.0, 0.7, -0.7, 0.0 ]; vertexesVboID = gl.createBuffer (); gl.bindBuffer (gl.ARRAY_BUFFER, vertexesVboID); gl.bufferData (gl.ARRAY_BUFFER, new Float32Array (vertexes), gl.STATIC_DRAW); //カラーバッファ作成 var colors = [ 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 ]; colorsVboID = gl.createBuffer (); gl.bindBuffer (gl.ARRAY_BUFFER, colorsVboID); gl.bufferData (gl.ARRAY_BUFFER, new Float32Array (colors), gl.STATIC_DRAW); } </script>
<!-- 回転行列 -->
<!-- ************************************** --> <!-- ** アフィン変換行列を作る関数 ******** --> <!-- ************************************** --> <script> function rotate_z16(rad){ var m = new Float32Array(16); m[ 0] = Math.cos(rad); m[ 1] = Math.sin(rad); m[ 2] = 0; m[ 3] = 0; m[ 4] = -Math.sin(rad); m[ 5] = Math.cos(rad); m[ 6] = 0; m[ 7] = 0; m[ 8] = 0; m[ 9] = 0; m[10] = 1; m[11] = 0; m[12] = 0; m[13] = 0; m[14] = 0; m[15] = 1; return m; } function rotate_x16(rad){ var m = new Float32Array(16); m[ 0] = 1; m[ 1] = 0; m[ 2] = 0; m[ 3] = 0; m[ 4] = 0; m[ 5] = Math.cos(rad); m[ 6] = Math.sin(rad); m[ 7] = 0; m[ 8] = 0; m[ 9] = -Math.sin(rad); m[10] = Math.cos(rad); m[11] = 0; m[12] = 0; m[13] = 0; m[14] = 0; m[15] = 1; return m; } </script>
<!-- 透視投影変換行列 --> <!-- https://www.khronos.org/opengl/wiki/GluPerspective_code --> <script> function glhFrustumf2( matrix, left, right, bottom, top, znear, zfar ){ var temp, temp2, temp3, temp4; temp = 2.0 * znear; temp2 = right - left; temp3 = top - bottom; temp4 = zfar - znear; matrix[0] = temp / temp2; matrix[1] = 0.0; matrix[2] = 0.0; matrix[3] = 0.0; matrix[4] = 0.0; matrix[5] = temp / temp3; matrix[6] = 0.0; matrix[7] = 0.0; matrix[8] = (right + left) / temp2; matrix[9] = (top + bottom) / temp3; matrix[10] = (-zfar - znear) / temp4; matrix[11] = -1.0; matrix[12] = 0.0; matrix[13] = 0.0; matrix[14] = (-temp * zfar) / temp4; matrix[15] = 0.0; } function glhPerspectivef2( matrix, fovyInDegrees, aspectRatio, znear, zfar){ var ymax, xmax; var temp, temp2, temp3, temp4; ymax = znear * Math.tan(fovyInDegrees * 3.14159 / 360.0); xmax = ymax * aspectRatio; glhFrustumf2(matrix, -xmax, xmax, -ymax, ymax, znear, zfar); } </script>
<!-- やっと描画部分 --> <!-- ここもJavaScriptで書く --> <!-- ////////////////////////////////////// --> <!-- // 初回のみ実行 ////////////////////// --> <!-- ////////////////////////////////////// --> <!-- ////////////////////////////////////// --> <script> var mycanv; // 初回表示時に呼び出される window.onload = function(){ mycanv = document.getElementById("MyCanvas"); // クリックイベントを追加 今回はマウスを動かすと回転する mycanv.addEventListener('mousemove', onMouseMove, false); // GLコンテキストを取得 var gl = mycanv.getContext('webgl') || mycanv.getContext('experimental-webgl'); prepare_shaders(gl);//シェーダの準備 prepare_data(gl);//描画データの準備 //最初の描画 render(0); } </script>
<script> var radangle = 0; var posz = -3;
///////////////////////////////////////////// //マウスイベント本体 function onMouseMove(e) { console.log("mousemove"); var x = e.clientX - mycanv.offsetLeft; var y = e.clientY - mycanv.offsetTop; console.log("x:", x, "y:", y,"radang:",radangle); radangle+=0.1; render(radangle); }
//////////////////////////////////////////// //レンダリング関数 function render(angle){ // GLコンテキストを取得 var gl = mycanv.getContext('webgl') || mycanv.getContext('experimental-webgl'); // 画面を黒でクリア gl.clearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0); gl.clear(gl.COLOR_BUFFER_BIT); gl.useProgram(programID); //行列の設定 var rotmat = rotate_x16(angle); rotmat[14] = posz;//モデルを奥に移動 var pspmat = new Float32Array(16); glhPerspectivef2(pspmat,45,1.0/1.0,0.1,50); var matmodel = gl.getUniformLocation(programID, 'mmodel'); var matperspective = gl.getUniformLocation(programID, 'mperspective'); gl.uniformMatrix4fv(matmodel, false, rotmat); gl.uniformMatrix4fv(matperspective, false, pspmat); //バッファへアクセス var vertex_location = gl.getAttribLocation (programID, 'position'); var color_location = gl.getAttribLocation (programID, 'color'); //頂点バッファを有効にする gl.enableVertexAttribArray (vertex_location); gl.bindBuffer (gl.ARRAY_BUFFER, vertexesVboID); gl.vertexAttribPointer (vertex_location, 3, gl.FLOAT,false, 0, 0); //カラーバッファを有効にする gl.enableVertexAttribArray (color_location); gl.bindBuffer (gl.ARRAY_BUFFER, colorsVboID); gl.vertexAttribPointer (color_location, 3, gl.FLOAT,false, 0, 0); //四角形を描く gl.drawArrays (gl.TRIANGLE_STRIP, 0, 4); //バッファを無効にする gl.disableVertexAttribArray(vertex_location); gl.disableVertexAttribArray(color_location); gl.flush (); }
</script> </body> </html>

実行結果

OpenGL知っている所からWebGL入門(1) – 画面クリア

OpenGL知っている所からWebGL入門(2) – 図形描画

OpenGL知っている所からWebGL入門(3) – 図形を回転

OpenGL知っている所からWebGL入門(4) マウスクリックで図形を動かす

OpenGL知っている所からWebGL入門(5) 透視投影変換行列を使う

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