WebGL之sprite精靈效果顯式數字貼圖

　　接着前一篇《WebGL實現sprite精靈效果的GUI控件》，咱們繼續開發咱們的數字系統GUI控件，由於這套數字系統是基於sprite效果的，因此數字隨相機轉動而旋轉（永遠面對相機），隨場景縮放而逆向縮放（數字在屏幕上看上去大小不變）。實現sprite效果的核心方法在前一篇文章裏已經詳細說明，這裏再也不贅述，本文要討論的是如何將用戶輸入的數字文本轉變成GUI控件的數字貼圖。請看demo。

咱們能清楚地看到，在角度測量模式下，咱們動態地繪製了兩條邊的長度數字貼圖和角度大小的數字貼圖。對於咱們來講，計算邊長和夾角是很是簡單的工做，但怎麼把結果數字轉變成對應的圖片呢，這裏鯽魚是經過uv座標和數字圖片一一映射實現的。其實原理很是簡單，鯽魚有一張包含0~9和小數點，角度的°的圖片png，用戶輸入是一串包含0~9，小數點和°的字符串，鯽魚將每個字符都綁定圖片的uv座標，這樣構造出的函數輸入是字符串，返回就是對應輸入字符串的uv座標數組。咱們知道構造紋理texture的貼圖就是利用圖片的uv座標來定位圖片在texture上的位置信息，利用這個原理，鯽魚拿回的uv數組就完成了將一個一個數字貼到一片顯式數字的矩形模型中，用戶看到的就會是一片顯式一串數字的矩形（固然矩形是透明的，用戶只能看到數字）。

　　以上是原理的解釋，咱們先來看一下數字的png圖片長啥樣。

這張就是包含數字和小數點和°的png圖片，注意它是正方形的，且尺寸是2的冪次方。這兩點前者是爲了優化webgl的材質渲染，後者是爲了能被webgl的材質所識別。爲了作成正方形，咱們用空白填充。好了，接下來咱們來看看代碼，關於uv貼圖的映射和texture綁定圖片，咱們先來看uv映射。

 1 /**  2  * 字庫  3  * */
 4 let TextImage = function(){  5     this._library = {  6         ZERO_UV:[0, 1, 0, 0.75, 0.25, 1, 0.25, 0.75],  7         ONE_UV:[0, 0.75, 0, 0.5, 0.25, 0.75, 0.25, 0.5],  8         TWO_UV:[0, 0.5, 0, 0.25, 0.25, 0.5, 0.25, 0.25],  9         THREE_UV:[0, 0.25, 0, 0, 0.25, 0.25, 0.25, 0],  10         FOUR_UV:[0.25, 1, 0.25, 0.75, 0.5, 1, 0.5, 0.75],  11         FIVE_UV:[0.25, 0.75, 0.25, 0.5, 0.5, 0.75, 0.5, 0.5],  12         SIX_UV:[0.25, 0.5, 0.25, 0.25, 0.5, 0.5, 0.5, 0.25],  13         SEVEN_UV:[0.25, 0.25, 0.25, 0, 0.5, 0.25, 0.5, 0],  14         EIGHT_UV:[0.5, 1, 0.5, 0.75, 0.75, 1, 0.75, 0.75],  15         NINE_UV:[0.5, 0.75, 0.5, 0.5, 0.75, 0.75, 0.75, 0.5],  16         DOT_UV:[0.5, 0.5, 0.5, 0.25, 0.75, 0.5, 0.75, 0.25],  17         DEGREE_UV:[0.5, 0.25, 0.5, 0, 0.75, 0.25, 0.75, 0]  18  };  19 };  20 
 21 TextImage.prototype.constructor = TextImage;  22 TextImage.prototype = {  23 
 24     /**  25  * 經過輸入文字返回圖片，小數點後保留3位  26  * text:輸入的文字  27  * */
 28     getImagesByText:function(text){  29         text = this.changeUnit(0.001, text);  30         text = this.keepEffectNum(3, text);  31         text = text.toString();  32         //逐字符匹配圖片
 33         let imgUVs = [];  34         for(let i=0; i<text.length; i++){  35             let imgUV = this.match(text[i]);  36             imgUVs = imgUVs.concat(imgUV);  37  }  38         return imgUVs;  39  },  40 
 41     /**  42  * 經過輸入角度返回圖片，小數點後保留3位  43  * angle:輸入的文字  44  * */
 45     getAngleImagesByText:function(angle){  46         angle = this.keepEffectNum(3, angle);  47         angle = angle.toString();  48         angle = angle + "#";  49         //逐字符匹配圖片
 50         let imgUVs = [];  51         for(let i=0; i<angle.length; i++){  52             let imgUV = this.match(angle[i]);  53             imgUVs = imgUVs.concat(imgUV);  54  }  55         return imgUVs;  56  },  57 
 58     /**  59  * 單位換算  60  * ratio:換算率  61  * text:輸入的值  62  * */
 63     changeUnit:function(ratio, text){  64         return ratio * text;  65  },  66 
 67     /**  68  * 小數點後保存n位  69  * effect:有效數字  70  * text:原始數字  71  * */
 72     keepEffectNum:function(effect, text){  73         return text.toFixed(effect);  74  },  75 
 76     /**  77  * 匹配字符和圖片  78  * char:字符  79  * */
 80     match:function(char){  81         let imgUV = undefined;  82         if(char === "0"){  83             imgUV = this._library.ZERO_UV;  84         }else if(char === "1"){  85             imgUV = this._library.ONE_UV;  86         }else if(char === "2"){  87             imgUV = this._library.TWO_UV;  88         }else if(char === "3"){  89             imgUV = this._library.THREE_UV;  90         }else if(char === "4"){  91             imgUV = this._library.FOUR_UV;  92         }else if(char === "5"){  93             imgUV = this._library.FIVE_UV;  94         }else if(char === "6"){  95             imgUV = this._library.SIX_UV;  96         }else if(char === "7"){  97             imgUV = this._library.SEVEN_UV;  98         }else if(char === "8"){  99             imgUV = this._library.EIGHT_UV; 100         }else if(char === "9"){ 101             imgUV = this._library.NINE_UV; 102         }else if(char === "."){ 103             imgUV = this._library.DOT_UV; 104         }else if(char === "#"){ 105             imgUV = this._library.DEGREE_UV; 106  } 107         return imgUV; 108  } 109 }; 110 
111 module.exports = TextImage;

　　咱們看到這個TextImage類擁有一個this._library字庫，其中每個數字都綁定了一串uv座標，即圖片中每個數字的左上角->左下角->右下角->右上角逆時針繞向的4組座標值。在match函數中經過函數輸入參數的字符來返回對應的uv座標數組。這就是數字綁定uv的原理。再來看咱們拿到uv數組怎麼綁定到材質對象中去。請看下面代碼。

 1 /**  2  * 建立幾何  3  * viewer:視圖對像  4  * textNode:文字節點  5  * width:寬  6  * height:高  7  * position:位置座標  8  * imgUVs:圖片uv數組  9  * texture:數字紋理 10  * */
11     addGeometry:function(viewer, textNode, width, height, position, imgUVs, texture){ 12         //頂點緩存
13         let w = width; 14         let h = height; 15         //縮放比
16         let scaleRatio = 1; 17         scaleRatio = this.againstScale(position, viewer); 18         w = w*scaleRatio; 19         h = h*scaleRatio; 20         //頂點數組
21         let vertices = []; 22         //首先肯定有幾張圖片
23         let imgNum = imgUVs.length/8;
24         if(imgNum !== 0){ 25             for(let i=0; i<imgNum; i++){ 26                 vertices.push(w*i, h, 0, w*i, 0, 0, w*(i+1), h, 0, w*(i+1), 0, 0); 27  } 28  } 29         let array = new Float32Array(vertices); 30         let vertexBuffer = new BufferArray(BufferArray.ARRAY_BUFFER, array, 3); 31         //索引緩存
32         let indices = []; 33         if(imgNum !== 0){ 34             for(let i=0; i<imgNum; i++){ 35                 indices.push(4*i, 4*i+1, 4*i+3, 4*i+3, 4*i+2, 4*i); 36  } 37  } 38         let index = new Int8Array(indices); 39         let indexBuffer = new BufferArray(BufferArray.ELEMENT_ARRAY_BUFFER, index, index.length); 40         //繪製圖元
41         let prim = new DrawElements(Primitives.TRIANGLES, indexBuffer); 42         //幾何對象
43         let geom = new Geometry(); 44         geom.setBufferArray('Vertex', vertexBuffer); 45  geom.setPrimitive(prim); 46         //紋理座標
47         let uv = new Float32Array(imgUVs); 48         let uvBuffer = new BufferArray(BufferArray.ARRAY_BUFFER, uv, 2); 49         geom.setBufferArray('Texture', uvBuffer); 50         //將texture加入geometry
51         geom.getStateSet(true).addAttribute(texture, StateAttribute.OVERRIDE); 52         //圖片背景透明
53         let bf = new BlendFunc(BlendFunc.SRC_ALPHA, BlendFunc.ONE_MINUS_SRC_ALPHA); 54         geom.getStateSet(true).addAttribute(bf, StateAttribute.OVERRIDE); 55         //幾何對象加入根節點
56  textNode.addChild(geom); 57         //將textNode的位置平移到position位置
58         let translateMat = Mat4.MemoryPool.alloc(); 59  Mat4.fromTranslation(translateMat, position); 60  Mat4.copy(textNode._matrix, translateMat); 61         //根據主相機視口調整模型旋轉，保證文字老是面向相機
62         this.computeMatrix4MainCamera(textNode._matrix, viewer); 63         //析構
64  Mat4.MemoryPool.free(translateMat); 65     },

咱們看到，咱們的uv轉成BufferArray後被geometry對象所接收，let uv = new Float32Array(imgUVs); let uvBuffer = new BufferArray(BufferArray.ARRAY_BUFFER, uv, 2); geom.setBufferArray('Texture', uvBuffer);經過這三行代碼，咱們的幾何體對象裏就包含了材質信息，鯽魚接下來很歡快地發現，數字貼圖完整地繪製到模型節點中去了。
　　以上就是對數字GUI組建的完整說明，謝謝同窗們的關注與支持，鯽魚和你們一塊兒進步，鯽魚和同窗們下週再見。

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