三角形带上的纹理坐标

2024-01-15

我创建了一个带有 14 个顶点的几何着色器的立方体(感谢三角形条)。现在的问题是如何放置我的纹理坐标。我有一个包含 3 个纹理的图像文件:

  • 立方体的顶面
  • 底面
  • 左/右/前/后面

我找不到为每个顶点提供纹理坐标的方法(14)。我总是得到奇怪的纹理显示。

是否可以在由三角形条制成的 14 顶点立方体上设置纹理坐标?


是否可以在由三角形条制成的 14 顶点立方体上设置纹理坐标?

至少你必须为立方体的 2 条边使用单独的顶点和属性。这意味着您至少需要 8+2*2=12 组不同的顶点属性。

         x  y  z    u  v
0  :    -1  1  1    0  0
1  :     1  1  1    1  0
2  :    -1 -1  1    0  1
3  :     1 -1  1    1  1
4  :    -1 -1 -1    0  0
5  :     1 -1 -1    1  0
6  :    -1  1 -1    0  1 
7  :     1  1 -1    1  1
8  :    -1  1 -1    1  0
9  :    -1 -1 -1    1  1
10 :     1 -1 -1    0  1
11 :     1 -1  1    0  0

三角形带可以由 18 个索引组成,其中三角形带“在点 3 和 6 处重新开始。这是通过将索引添加到列表中两次来实现的。这会导致三角形“不可见”,因为 2 个点相等:

[8, 9, 0, 2, 1,  3, 
 3, 2, 5, 4, 7,  6, 
 6, 0, 7, 1, 10, 11]

请注意,为了提高性能,可以启用人脸剔除 https://www.khronos.org/opengl/wiki/Face_Culling。对于上述索引,正面为逆时针方向:

glCullFace(GL_BACK);
glFrontFace(GL_CCW);
glEnable(GL_CULL_FACE);

请参阅 WebGL 示例,该示例演示了网格:

var readInput = true;
  function changeEventHandler(event){
    readInput = true;
  }
  
  (function loadscene() {
  
  var gl, progDraw, vp_size;
  var bufCube = {};
  var tex_unit = 1;

  function render(delteMS){

      if ( readInput ) {
          readInput = false;
          // ...
      }

      Camera.create();
      Camera.vp = vp_size;
          
      gl.viewport( 0, 0, vp_size[0], vp_size[1] );
      gl.enable( gl.DEPTH_TEST );
      gl.clearColor( 0.0, 0.0, 0.0, 1.0 );
      gl.clear( gl.COLOR_BUFFER_BIT | gl.DEPTH_BUFFER_BIT );
      
      gl.frontFace(gl.CCW)
      gl.cullFace(gl.BACK)
      gl.enable(gl.CULL_FACE)

      // set up draw shader
      ShaderProgram.Use( progDraw );
      ShaderProgram.SetUniformI1( progDraw, "u_texture", tex_unit );
      ShaderProgram.SetUniformM44( progDraw, "u_projectionMat44", Camera.Perspective() );
      ShaderProgram.SetUniformM44( progDraw, "u_viewMat44", Camera.LookAt() );
      var modelMat = IdentityMat44()
      modelMat = RotateAxis( modelMat, CalcAng( delteMS, 13.0 ), 0 );
      modelMat = RotateAxis( modelMat, CalcAng( delteMS, 17.0 ), 1 );
      ShaderProgram.SetUniformM44( progDraw, "u_modelMat44", modelMat );
      
      // draw scene
      VertexBuffer.Draw( bufCube );

      requestAnimationFrame(render);
  }
  
  function resize() {
      //vp_size = [gl.drawingBufferWidth, gl.drawingBufferHeight];
      vp_size = [window.innerWidth, window.innerHeight]
      canvas.width = vp_size[0];
      canvas.height = vp_size[1];
  }
  
  function initScene() {
  
      canvas = document.getElementById( "canvas");
      gl = canvas.getContext( "experimental-webgl" );
      //gl = canvas.getContext( "webgl2" );
      if ( !gl )
        return null;
      
      progDraw = ShaderProgram.Create( 
        [ { source : "draw-shader-vs", stage : gl.VERTEX_SHADER },
          { source : "draw-shader-fs", stage : gl.FRAGMENT_SHADER }
        ] );
      if ( !progDraw.progObj )
          return null;
      progDraw.inPos = ShaderProgram.AttributeIndex( progDraw, "inPos" );
      progDraw.inUV  = ShaderProgram.AttributeIndex( progDraw, "inUV" );
      
        var cubePosData = [
            -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 ];
        
        var cubeTexData = [
            0,  0,
            1,  0,
            0,  1,
            1,  1,
            0,  0,
            1,  0,
            0,  1,
            1,  1,
            1,  0,
            1,  1,
            0,  1,
            0,  0 ];

        cubeInxData = [
            8, 9, 0, 2, 1,  3, 
            3, 2, 5, 4, 7,  6, 
            6, 0, 7, 1, 10, 11];

      bufCube = VertexBuffer.Create(
      [ { data : cubePosData, attrSize : 3, attrLoc : progDraw.inPos },
        { data : cubeTexData, attrSize : 2, attrLoc : progDraw.inUV } ],
        cubeInxData );
      bufCube.primitve_type = gl.TRIANGLE_STRIP;
    
      Texture.LoadTexture2D( tex_unit, "https://raw.githubusercontent.com/Rabbid76/graphics-snippets/master/resource/texture/test1_texture.bmp" );
        
      window.onresize = resize;
      resize();
      requestAnimationFrame(render);
  }
  
  function Fract( val ) { 
      return val - Math.trunc( val );
  }
  function CalcAng( deltaTime, intervall ) {
      return Fract( deltaTime / (1000*intervall) ) * 2.0 * Math.PI;
  }
  function CalcMove( deltaTime, intervall, range ) {
      var pos = self.Fract( deltaTime / (1000*intervall) ) * 2.0
      var pos = pos < 1.0 ? pos : (2.0-pos)
      return range[0] + (range[1] - range[0]) * pos;
  }    
  function EllipticalPosition( a, b, angRag ) {
      var a_b = a * a - b * b
      var ea = (a_b <= 0) ? 0 : Math.sqrt( a_b );
      var eb = (a_b >= 0) ? 0 : Math.sqrt( -a_b );
      return [ a * Math.sin( angRag ) - ea, b * Math.cos( angRag ) - eb, 0 ];
  }
  
  glArrayType = typeof Float32Array !="undefined" ? Float32Array : ( typeof WebGLFloatArray != "undefined" ? WebGLFloatArray : Array );
  
  function IdentityMat44() {
    var m = new glArrayType(16);
    m[0]  = 1; m[1]  = 0; m[2]  = 0; m[3]  = 0;
    m[4]  = 0; m[5]  = 1; 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 RotateAxis(matA, angRad, axis) {
      var aMap = [ [1, 2], [2, 0], [0, 1] ];
      var a0 = aMap[axis][0], a1 = aMap[axis][1]; 
      var sinAng = Math.sin(angRad), cosAng = Math.cos(angRad);
      var matB = new glArrayType(16);
      for ( var i = 0; i < 16; ++ i ) matB[i] = matA[i];
      for ( var i = 0; i < 3; ++ i ) {
          matB[a0*4+i] = matA[a0*4+i] * cosAng + matA[a1*4+i] * sinAng;
          matB[a1*4+i] = matA[a0*4+i] * -sinAng + matA[a1*4+i] * cosAng;
      }
      return matB;
  }
  
  function Cross( a, b ) { return [ a[1] * b[2] - a[2] * b[1], a[2] * b[0] - a[0] * b[2], a[0] * b[1] - a[1] * b[0], 0.0 ]; }
  function Dot( a, b ) { return a[0]*b[0] + a[1]*b[1] + a[2]*b[2]; }
  function Normalize( v ) {
      var len = Math.sqrt( v[0] * v[0] + v[1] * v[1] + v[2] * v[2] );
      return [ v[0] / len, v[1] / len, v[2] / len ];
  }
  
  var Camera = {};
  Camera.create = function() {
      this.pos    = [0, 3, 0.0];
      this.target = [0, 0, 0];
      this.up     = [0, 0, 1];
      this.fov_y  = 90;
      this.vp     = [800, 600];
      this.near   = 0.5;
      this.far    = 100.0;
  }
  Camera.Perspective = function() {
      var fn = this.far + this.near;
      var f_n = this.far - this.near;
      var r = this.vp[0] / this.vp[1];
      var t = 1 / Math.tan( Math.PI * this.fov_y / 360 );
      var m = IdentityMat44();
      m[0]  = t/r; m[1]  = 0; m[2]  =  0;                              m[3]  = 0;
      m[4]  = 0;   m[5]  = t; m[6]  =  0;                              m[7]  = 0;
      m[8]  = 0;   m[9]  = 0; m[10] = -fn / f_n;                       m[11] = -1;
      m[12] = 0;   m[13] = 0; m[14] = -2 * this.far * this.near / f_n; m[15] =  0;
      return m;
  }
  Camera.LookAt = function() {
      var mz = Normalize( [ this.pos[0]-this.target[0], this.pos[1]-this.target[1], this.pos[2]-this.target[2] ] );
      var mx = Normalize( Cross( this.up, mz ) );
      var my = Normalize( Cross( mz, mx ) );
      var tx = Dot( mx, this.pos );
      var ty = Dot( my, this.pos );
      var tz = Dot( [-mz[0], -mz[1], -mz[2]], this.pos ); 
      var m = IdentityMat44();
      m[0]  = mx[0]; m[1]  = my[0]; m[2]  = mz[0]; m[3]  = 0;
      m[4]  = mx[1]; m[5]  = my[1]; m[6]  = mz[1]; m[7]  = 0;
      m[8]  = mx[2]; m[9]  = my[2]; m[10] = mz[2]; m[11] = 0;
      m[12] = tx;    m[13] = ty;    m[14] = tz;    m[15] = 1; 
      return m;
  } 

  var Texture = {};
  Texture.HandleLoadedTexture2D = function( texture, flipY ) {
      gl.activeTexture( gl.TEXTURE0 + texture.unit );
      gl.bindTexture( gl.TEXTURE_2D, texture.obj );
      gl.texImage2D( gl.TEXTURE_2D, 0, gl.RGBA, gl.RGBA, gl.UNSIGNED_BYTE, texture.image );
      if ( flipY != undefined && flipY == true )
          gl.pixelStorei( gl.UNPACK_FLIP_Y_WEBGL, true );
      gl.texParameteri( gl.TEXTURE_2D, gl.TEXTURE_MAG_FILTER, gl.LINEAR );
      gl.texParameteri( gl.TEXTURE_2D, gl.TEXTURE_MIN_FILTER, gl.LINEAR );
      gl.texParameteri( gl.TEXTURE_2D, gl.TEXTURE_WRAP_S, gl.REPEAT );
      gl.texParameteri( gl.TEXTURE_2D, gl.TEXTURE_WRAP_T, gl.REPEAT );
      return texture;
  }
  Texture.LoadTexture2D = function( unit, name ) {
      var texture = {};
      texture.obj = gl.createTexture();
      texture.unit = unit;
      texture.image = new Image();
      texture.image.setAttribute('crossorigin', 'anonymous');
      texture.image.onload = function () {
          Texture.HandleLoadedTexture2D( texture, true )
      }
      texture.image.src = name;
      return texture;
  }
  
  var ShaderProgram = {};
  ShaderProgram.Create = function( shaderList ) {
      var shaderObjs = [];
      for ( var i_sh = 0; i_sh < shaderList.length; ++ i_sh ) {
          var shderObj = this.CompileShader( shaderList[i_sh].source, shaderList[i_sh].stage );
          if ( shderObj == 0 )
              return 0;
          shaderObjs.push( shderObj );
      }
      var prog = {}
      prog.progObj = this.LinkProgram( shaderObjs )
      if ( prog.progObj ) {
          prog.attribIndex = {};
          var noOfAttributes = gl.getProgramParameter( prog.progObj, gl.ACTIVE_ATTRIBUTES );
          for ( var i_n = 0; i_n < noOfAttributes; ++ i_n ) {
              var name = gl.getActiveAttrib( prog.progObj, i_n ).name;
              prog.attribIndex[name] = gl.getAttribLocation( prog.progObj, name );
          }
          prog.unifomLocation = {};
          var noOfUniforms = gl.getProgramParameter( prog.progObj, gl.ACTIVE_UNIFORMS );
          for ( var i_n = 0; i_n < noOfUniforms; ++ i_n ) {
              var name = gl.getActiveUniform( prog.progObj, i_n ).name;
              prog.unifomLocation[name] = gl.getUniformLocation( prog.progObj, name );
          }
      }
      return prog;
  }
  ShaderProgram.AttributeIndex = function( prog, name ) { return prog.attribIndex[name]; } 
  ShaderProgram.UniformLocation = function( prog, name ) { return prog.unifomLocation[name]; } 
  ShaderProgram.Use = function( prog ) { gl.useProgram( prog.progObj ); } 
  ShaderProgram.SetUniformI1  = function( prog, name, val ) { if(prog.unifomLocation[name]) gl.uniform1i( prog.unifomLocation[name], val ); }
  ShaderProgram.SetUniformF1  = function( prog, name, val ) { if(prog.unifomLocation[name]) gl.uniform1f( prog.unifomLocation[name], val ); }
  ShaderProgram.SetUniformF2  = function( prog, name, arr ) { if(prog.unifomLocation[name]) gl.uniform2fv( prog.unifomLocation[name], arr ); }
  ShaderProgram.SetUniformF3  = function( prog, name, arr ) { if(prog.unifomLocation[name]) gl.uniform3fv( prog.unifomLocation[name], arr ); }
  ShaderProgram.SetUniformF4  = function( prog, name, arr ) { if(prog.unifomLocation[name]) gl.uniform4fv( prog.unifomLocation[name], arr ); }
  ShaderProgram.SetUniformM33 = function( prog, name, mat ) { if(prog.unifomLocation[name]) gl.uniformMatrix3fv( prog.unifomLocation[name], false, mat ); }
  ShaderProgram.SetUniformM44 = function( prog, name, mat ) { if(prog.unifomLocation[name]) gl.uniformMatrix4fv( prog.unifomLocation[name], false, mat ); }
  ShaderProgram.CompileShader = function( source, shaderStage ) {
      var shaderScript = document.getElementById(source);
      if (shaderScript)
        source = shaderScript.text;
      var shaderObj = gl.createShader( shaderStage );
      gl.shaderSource( shaderObj, source );
      gl.compileShader( shaderObj );
      var status = gl.getShaderParameter( shaderObj, gl.COMPILE_STATUS );
      if ( !status ) alert(gl.getShaderInfoLog(shaderObj));
      return status ? shaderObj : null;
  } 
  ShaderProgram.LinkProgram = function( shaderObjs ) {
      var prog = gl.createProgram();
      for ( var i_sh = 0; i_sh < shaderObjs.length; ++ i_sh )
          gl.attachShader( prog, shaderObjs[i_sh] );
      gl.linkProgram( prog );
      status = gl.getProgramParameter( prog, gl.LINK_STATUS );
      if ( !status ) alert("Could not initialise shaders");
      gl.useProgram( null );
      return status ? prog : null;
  }
  
  var VertexBuffer = {};
  VertexBuffer.Create = function( attributes, indices ) {
      var buffer = {};
      buffer.buf = [];
      buffer.attr = []
      for ( var i = 0; i < attributes.length; ++ i ) {
          buffer.buf.push( gl.createBuffer() );
          buffer.attr.push( { size : attributes[i].attrSize, loc : attributes[i].attrLoc } );
          gl.bindBuffer( gl.ARRAY_BUFFER, buffer.buf[i] );
          gl.bufferData( gl.ARRAY_BUFFER, new Float32Array( attributes[i].data ), gl.STATIC_DRAW );
      }
      buffer.inx = gl.createBuffer();
      gl.bindBuffer( gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER, buffer.inx );
      gl.bufferData( gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER, new Uint16Array( indices ), gl.STATIC_DRAW );
      buffer.inxLen = indices.length;
      gl.bindBuffer( gl.ARRAY_BUFFER, null );
      gl.bindBuffer( gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER, null );
      return buffer;
  }
  VertexBuffer.Draw = function( bufObj ) {
    for ( var i = 0; i < bufObj.buf.length; ++ i ) {
          gl.bindBuffer( gl.ARRAY_BUFFER, bufObj.buf[i] );
          gl.vertexAttribPointer( bufObj.attr[i].loc, bufObj.attr[i].size, gl.FLOAT, false, 0, 0 );
          gl.enableVertexAttribArray( bufObj.attr[i].loc );
      }
      gl.bindBuffer( gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER, bufObj.inx );
      gl.drawElements( bufObj.primitve_type, bufObj.inxLen, gl.UNSIGNED_SHORT, 0 );
      for ( var i = 0; i < bufObj.buf.length; ++ i )
         gl.disableVertexAttribArray( bufObj.attr[i].loc );
      gl.bindBuffer( gl.ARRAY_BUFFER, null );
      gl.bindBuffer( gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER, null );
  }
  
  initScene();
  
  })();
<script id="draw-shader-vs" type="x-shader/x-vertex">
    precision highp float;
    
    attribute vec3 inPos;
    attribute vec2 inUV;
  
    varying vec3 vertPos;
    varying vec2 vertUV;

    uniform mat4 u_projectionMat44;
    uniform mat4 u_viewMat44;
    uniform mat4 u_modelMat44;
    
    void main()
    {   
        mat4 mv      = u_viewMat44 * u_modelMat44; 
        vertUV       = inUV;
        vec4 viewPos = mv * vec4( inPos, 1.0 );
        vertPos      = viewPos.xyz;
        gl_Position  = u_projectionMat44 * viewPos;
    }
</script>
  
<script id="draw-shader-fs" type="x-shader/x-fragment">
    precision mediump float;

    varying vec3 vertPos;
    varying vec2 vertUV;

    uniform sampler2D u_texture;
    
    void main()
    {
        vec3 color   = texture2D( u_texture, vertUV.st ).rgb;
        gl_FragColor = vec4( color.rgb+0.1, 1.0 );
    } 
</script>

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