WebGL-Examples/webGLExercise6.html at main · Computer-Graphics-aka-Uniwa/WebGL-Examples · GitHub

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
<!DOCTYPE HTML>
<html>
<head>
<meta charset="UTF-8">
<script src="Libraries/webgl-debug.js"></script>
<script src="Libraries/gl-matrix-min.js"></script>

<script id="vShader" type="x-shader/x-vertex">
attribute vec4 aVertexPosition;
attribute vec4 aVertexColor;
uniform mat4 uVerticesTransform;
varying vec4 vColor;
void main() {
	gl_Position = uVerticesTransform * aVertexPosition;
	vColor = aVertexColor;
}
</script>

<script id="fShader" type="x-shader/x-fragment">
precision mediump float;
varying vec4 vColor;
void main() {
	gl_FragColor = vColor;
}
</script>

<script>

var gl;
var canvas;
var shadersProgram;
var vertexPositionAttributePointer;
var vertexColorAttributePointer;
var verticesTransformUniformPointer;
var vertexBuffer;
var colorBuffer;
var indexBuffer; // ΝΕΟ.1
var totalAngle = 0.0;
var rotationXMatrix = new Float32Array(16);
var requestID = 0;

function createGLContext(inCanvas) {
	var outContext = null;
	outContext = inCanvas.getContext("webgl");
		if (!outContext)
			outContext = inCanvas.getContext("experimental-webgl");
		if (!outContext)
			alert("WebGL rendering context creation error.");

	return outContext;
}

function createCompileShader(shaderType, shaderSource) {
	var outShader = gl.createShader(shaderType);
	gl.shaderSource(outShader, shaderSource);
	gl.compileShader(outShader);
	if (!gl.getShaderParameter(outShader, gl.COMPILE_STATUS)) {
		alert( "Shader compilation error. " + gl.getShaderInfoLog(outShader) );
		gl.deleteShader(outShader);
		outShader = null;
	}
	return outShader;
}

function initShaders() {
	var vertexShaderSource = document.getElementById("vShader").textContent;
	var fragmentShaderSource = document.getElementById("fShader").textContent;
	var vertexShader = createCompileShader(gl.VERTEX_SHADER, vertexShaderSource);
	var fragmentShader = createCompileShader(gl.FRAGMENT_SHADER, fragmentShaderSource);
	shadersProgram = gl.createProgram();
	gl.attachShader(shadersProgram, vertexShader);
	gl.attachShader(shadersProgram, fragmentShader);
	gl.linkProgram(shadersProgram);
	if (!gl.getProgramParameter(shadersProgram, gl.LINK_STATUS)) {
		alert("Shaders linking error.");
	}
	gl.useProgram(shadersProgram);
	vertexPositionAttributePointer = 	gl.getAttribLocation(shadersProgram, "aVertexPosition");
	gl.enableVertexAttribArray(vertexPositionAttributePointer);
	vertexColorAttributePointer = gl.getAttribLocation(shadersProgram, "aVertexColor");
	gl.enableVertexAttribArray(vertexColorAttributePointer);
	verticesTransformUniformPointer = gl.getUniformLocation(shadersProgram, "uVerticesTransform");
}

function initBuffers() {
	// ΑΛΛΑΓΜΕΝΟ.4 Κορυφές σε 3 διαστάσεις για δημιουργία τετράεδρου
	var tetraVertices = new Float32Array([
				 0.0,  0.2,  0.0, 1.0, // Κορυφή Α
				-0.2, -0.2, -0.2, 1.0, // Κορυφή Β
				 0.2, -0.2, -0.2, 1.0, // Κορυφή Γ
				 0.0, -0.2,  0.2, 1.0  // Κορυφή Δ
				]);
	vertexBuffer = gl.createBuffer();
	gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, vertexBuffer);
	gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, tetraVertices,	gl.STATIC_DRAW);
	vertexBuffer.itemSize = 4;
	vertexBuffer.itemCount = 4;

	// Χρώματα 4 κορυφών
	var tetraColors = new Float32Array([
				1.0, 0.0, 0.0, 1.0, // Χρώμα κορυφής Α: κόκκινο
				0.0, 1.0, 0.0, 1.0, // Χρώμα κορυφής Β: πράσινο
				0.0, 0.0, 1.0, 1.0, // Χρώμα κορυφής Γ: μπλε
				1.0, 1.0, 0.0, 1.0  // Χρώμα κορυφής Δ: κίτρινο
				]);
	colorBuffer = gl.createBuffer();
	gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, colorBuffer);
	gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, tetraColors, gl.STATIC_DRAW);
	colorBuffer.itemSize = 4;
	colorBuffer.itemCount = 4;

	// ΝΕΟ.2 Νέος πίνακας με αναφορές στις παραπάνω κορυφές (indices) του ΑΛΛΑΓΜΕΝΟ.4 και σχετικός buffer
	var indexMatrix = new Uint16Array([
				0,1,2,  // ΑΒΓ
				0,2,3,  // ΑΓΔ
				0,3,1,  // ΑΔΒ
				1,3,2  // ΒΔΓ
				]);
	indexBuffer = gl.createBuffer();
	gl.bindBuffer(gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER, indexBuffer);
	gl.bufferData(gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER, indexMatrix,gl.STATIC_DRAW);
	indexBuffer.itemCount = 12;
	// ΤΕΛΟΣ ΝΕΟ.2
}

function drawScene() {
	gl.clear(gl.COLOR_BUFFER_BIT); // ΘΑ ΓΙΝΕΙ ΑΛΛΑΓΜΕΝΟ.6
	// gl.clear(gl.COLOR_BUFFER_BIT | gl.DEPTH_BUFFER_BIT); // ΝΕΟ.5: Καθαρίζει μαζί με το background και το z-buffer
	gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, vertexBuffer);
	gl.vertexAttribPointer(vertexPositionAttributePointer, vertexBuffer.itemSize, gl.FLOAT, false, 0, 0);
	gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, colorBuffer);
	gl.vertexAttribPointer(vertexColorAttributePointer, colorBuffer.itemSize, gl.FLOAT, false, 0, 0);

	// Ομάδα εντολών για υπολογισμό συνολικής γωνίας περιστροφής
	var txtStepAngle;
	txtStepAngle = document.getElementById("stepAngleTxt").value;
	var numStepAngle = parseFloat(txtStepAngle);
	numStepAngle = numStepAngle*Math.PI/180.0;
	totalAngle += numStepAngle;

	// ΑΛΛΑΓΜΕΝΟ.1 Αρχικά, μόνο πίνακας περιστροφής
	glMatrix.mat4.fromXRotation(rotationXMatrix, totalAngle );

	// ΑΛΛΑΓΜΕΝΟ.2 Αρχικά, δεν έχουμε μετακίνηση οπότε έχουν φύγει οι εντολές δημιουργίας πίνακα μετακίνησης
	// και πολλαπλασιασμού πινάκων

	// ΑΛΛΑΓΜΕΝΟ.3 Αρχικά, ο πίνακας περιστροφής είναι από μόνος του ο συνολικός μετασχηματισμός
	gl.uniformMatrix4fv(verticesTransformUniformPointer, false, rotationXMatrix);

	// ΑΡΧΗ ΔΙΚΟΥΣΑΣ

	// Δηλώστε και δημιουργήστε (τοπικά) ένα νέο πίνακα translationMatrix και έναν πίνακα finalMatrix (ο δεύτερος για το γινόμενο)
	var translationMatrix = new Float32Array(16);
	var finalMatrix = new Float32Array(16);

	// Προσθέστε μια for που θα εκτελεστεί από p=-0.5 έως p=0.5 με βήμα 0.5. Σε κάθε επανάληψη:
	// 		[1] Μετατρέπει το νέο πίνακα translationMatrix σε μετακίνησης (translate): κατά p στους άξονες x και y, και κατά 0 ως προς z.
	// 		[2] Τον πολλαπλασιάζει με τον πίνακα περιστροφής (που έχει ήδη δημιουργηθεί από την ΑΛΛΑΓΜΕΝΟ.1 ώστε το τετράεδρο να φαίνεται
	// 			ότι περιστρέφεται "επιτόπου" σε κάθε θέση - το γινόμενο αποθηκεύεται στον finalMatrix
	// 		[3] Ταΐζει το γινόμενο στο uniform uTransformMatrix - ΑΠΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΤΕ την παραπάνω εντολή ΑΛΛΑΓΜΕΝΟ.3 που κάνει κάτι
	// 			αντίστοιχο και βάλτε την εδώ αλλά ΠΡΟΣΟΧΗ, χρησιμοποιήστε τον πίνακα finalMatrix σαν παράμετρο εδώ.
	// 		[4] Τρέχει την παρακάτω εντολή σχεδίασης drawElements (ΝΕΟ.3) όπως είναι, αλλά ΜΕΣΑ ΣΤΟ ΣΩΜΑ ΤΗΣ ΕΠΑΝΑΛΗΨΗΣ της for
	var p;
	for (p = -0.5; p <= 0.5; p += 0.5)
	{
		glMatrix.mat4.fromTranslation(translationMatrix, [p,p,0]);
		glMatrix.mat4.multiply(finalMatrix, translationMatrix, rotationXMatrix);
		gl.uniformMatrix4fv(verticesTransformUniformPointer, false, finalMatrix);

	// ΤΕΛΟΣ ΔΙΚΟΥΣΑΣ

		gl.drawElements(gl.TRIANGLES,indexBuffer.itemCount,gl.UNSIGNED_SHORT, 0); // ΝΕΟ.3
		// ΑΛΛΑΓΜΕΝΟ.5 Σχεδίαση με δείκτες πια
		// gl.drawArrays(gl.TRIANGLE_STRIP, 0, vertexBuffer.itemCount);
	}
}

function main() {
	minDimension = Math.min(window.innerHeight, window.innerWidth);
	canvas = document.getElementById("sceneCanvas");
	canvas.width = 0.9*minDimension;
	canvas.height = 0.9*minDimension;
	gl = WebGLDebugUtils.makeDebugContext(createGLContext(canvas));
	initShaders();
	initBuffers();
	gl.clearColor(0.5, 0.5, 0.5, 1.0);
	gl.viewport(0, 0, gl.drawingBufferWidth, gl.drawingBufferHeight);
	 gl.enable(gl.DEPTH_TEST); // ΝΕΟ.4
	drawScene();
 }

function startAnimation() {
	if (requestID == 0)
		requestID = window.requestAnimationFrame(animationStep);
}

function animationStep() {
	drawScene();
	requestID = window.requestAnimationFrame(animationStep);
}

function stopAnimation() {
	window.cancelAnimationFrame(requestID);
	requestID = 0;
}

 </script>

 </head>

<body onload="main()">
<canvas id="sceneCanvas">
</canvas>
<p>
Βήμα γωνίας περιστροφής:<input type="text" id="stepAngleTxt" value="1" autocomplete="off">
<button id="startButton" onclick="startAnimation()">Ξεκίνα!</button>
<button id="stopButton" onclick="stopAnimation()">Σταμάτα!</button>
</p>
</body>
 </html>

<!--
ΒΗΜΑ 0. (READ-ONLY)
0.0 Αρχικά, χωρίς μετακίνηση, μόνο περιστροφή: ο μοναδικός μετασχηματισμός είναι η περιστροφή γύρω από τον x
	(ΑΛΛΑΓΜΕΝΟ.1, ΑΛΛΑΓΜΕΝΟ.2, ΑΛΛΑΓΜΕΝΟ.3)

0.1 Χωρίς FACE CULLING (για ευκολία). Στο συγκεκριμένο παράδειγμα δε χρησιμοποιούμε
	(για ευκολία και σιγουριά στην αναζήτηση λογικών λαθών..) Διαλογή Όψεων (FACE CULLING) άρα δε μας απασχολεί η αριστερόστροφη/δεξιόστροφη σχεδίαση των τριγώνων.
	Αυτό σημαίνει ότι οποιοδήποτε τρίγωνο τυχαίνει να είναι
	"μπροστά", ως προς z, κατά την περιστροφή της πυραμίδας θα ΠΡΕΠΕΙ να εμφανίζεται.

0.2 Τρισδιάστατη σχεδίαση: Έχουν αλλάξει οι συντεταγμένες των κορυφών αφού πια θέλουμε ένα τρισδιάστατο αντικείμενο (τετράεδρο). (ΑΛΛΑΓΜΕΝΟ.4)

0.3 Με INDEXED DRAWING. Εκμεταλλευόμαστε τη δυνατότητα που μας δίνει η WebGL να ορίσουμε μια φορά τις συντεταγμένες των
	κορυφών και να ορίζουμε τα τρίγωνα με αναφορές στις κορυφές (χωρίς να επαναλαμβάνουμε τις συντεταγμένες τους). Για να γίνει αυτό, σε σχέση με τα προηγούμενα:
	- Έχει δηλωθεί ένας νέος buffer (ΝΕΟ.1)
	- Παρατηρήστε τις αλλαγές στην initBuffers (ΝΕΟ.2): o νέος buffer που έχει προστεθεί περιέχει δείκτες σε
		κορυφές του vertexBuffer (δηλ. αναφορές σε κορυφές του τετράεδρου).
	- Δείτε εκεί και τις αλλαγές στην bindBuffer και στην bufferData
	- Παρατηρήστε, στη drawScene(), τις αλλαγές στην τελική εντολή σχεδίασης (ΝΕΟ.3 / ΑΛΛΑΓΜΕΝΟ.5).

0.4 Με gl.TRIANGLES (όχι gl.TRIANGLE_STRIP) (για ευκολία). Χρησιμοποιούμε gl.TRIANGLES σαν παράμετρο στη draw που υπονοεί ότι
	ορίζουμε κάθε πλευρά του τετράεδρου σαν ανεξάρτητο τρίγωνο στον πίνακα των δεικτών.

ΒΗΜΑ 1.
DEPTH TEST (Z-BUFFER)
1.0. Παρατηρήστε το τετράεδρο ενώ περιστρέφεται... Υπάρχει κάποιο πρόβλημα στο οπτικό αποτέλεσμα; (Hint: Ναι)
1.1. Ενεργοποιήστε την προτελευταία (σχολιασμένη αρχικά) εντολή στη main() ΝΕΟ.4
1.2. Ενεργοποιήστε την εντολή ΝΕΟ.5 (στη drawScene()) και απενεργοποιήστε την αντίστοιχη (ακριβώς πριν) ΘΑ ΓΙΝΕΙ ΑΛΛΑΓΜΕΝΟ.6
1.3. Δείτε την αλλαγή στο οπτικό αποτέλεσμα.

ΒΗΜΑ 2.
ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΠΟΛΛΑΠΛΩΝ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΩΝ
Θέλουμε να εμφανίσουμε 3 τετράεδρα (από το ένα που έχουμε ορίσει με συντεταγμένες) που θα φαίνονται να περιστρέφονται στις θέσεις τους.
Οι θέσεις τους θα είναι κάτω αριστερά, στο κέντρο και επάνω δεξιά όπως βλέπουμε την οθόνη.
Θα το κάνουμε μετασχηματίζοντας και επανασχεδιάζοντας το ένα τετράεδρο που έχουμε.

2.1. Δείτε τα σχόλια πάνω από τις τελικές εντολές σχεδίασης στη drawScene (ΔΙΚΟΥΣΑΣ) και δημιουργήστε την αντίστοιχη for με το περιεχόμενο που περιγράφεται
2.2. Αλλάξτε τη σειρά του γινομένου των πινάκων μέσα στη for που δημιουργήσατε στη drawScene(). Τι παρατηρείτε;
2.3. Πειραματιστείτε με περισσότερα τετράεδρα, άλλες θέσεις, κλιμάκωση μαζί/αντί για περιστροφή (π.χ. κάντε τα να φουσκώνουν και να ξεφουσκώνουν ενώ/αντί να περιστρέφονται), κλπ.
-->