javascript - 二维缩放到 webgl 中的点

Question

我正在尝试使用 WebGL(regl，更具体地说)创建一个 2D 图形可视化。在我当前的实现中，我已经可以看到力布局应用于每个节点，这很好。当我尝试相对于当前鼠标位置进行缩放时，问题就来了。根据我的研究，要实现此行为，有必要按以下顺序应用矩阵变换:

translate(nodePosition, mousePosition)
scale(scaleFactor)
translate(nodePosition, -mousePosition)

因此，每次触发 wheel 事件时，都会重新计算鼠标位置，并使用新的鼠标位置信息更新变换矩阵。当前的行为很奇怪，我似乎不明白哪里出了问题。 Here is a live example .

显然，如果我将鼠标固定在初始位置进行放大和缩小，则一切正常。但是，如果我移动鼠标并尝试将焦点放在另一个节点上，则会失败。

获取鼠标位置的函数是:

const getMousePosition = (event) => {
    var canvas = event.currentTarget
    var rect = canvas.getBoundingClientRect()
    var x = event.clientX - rect.left
    var y = event.clientY - rect.top
    var projection = mat3.create()
    var pos = vec2.fromValues(x,y)
    // this converts the mouse coordinates from 
    // pixel space to WebGL clipspace
    mat3.projection(projection, canvas.clientWidth, canvas.clientHeight)
    vec2.transformMat3(pos, pos, projection)
    return(pos)
}

wheel 事件监听回调:

var zoomFactor = 1.0
var mouse = vec2.fromValues(0.0, 0.0)
options.canvas.addEventListener("wheel", (event) => {
    event.preventDefault()
    mouse = getMousePosition(event)
    var direction = event.deltaY < 0 ? 1 : -1
    zoomFactor = 1 + direction * 0.1
    updateTransform()
})

以及更新转换的函数:

var transform = mat3.create()
function updateTransform() {
    var negativeMouse = vec2.create()
    vec2.negate(negativeMouse, mouse)
    mat3.translate(transform, transform, mouse)
    mat3.scale(transform, transform, [zoomFactor, zoomFactor])
    mat3.translate(transform, transform, negativeMouse)
}

此 transform 矩阵在顶点着色器中作为统一可用:

  precision highp float;
  attribute vec2 position;

  uniform mat3 transform;

  uniform float stageWidth;
  uniform float stageHeight;

  vec2 normalizeCoords(vec2 position) {
    float x = (position[0]+ (stageWidth  / 2.0));
    float y = (position[1]+ (stageHeight / 2.0));

    return vec2(
        2.0 * ((x / stageWidth ) - 0.5),
      -(2.0 * ((y / stageHeight) - 0.5))
    );
  }

  void main () {
    gl_PointSize = 7.0;
    vec3 final = transform * vec3(normalizeCoords(position), 1);
    gl_Position = vec4(final.xy, 0, 1);
  }

其中，position 是保存节点位置的属性。

到目前为止我尝试过的:

• 我已经尝试过改变转换的顺序。结果更奇怪。
• 当我独立应用平移或缩放时，一切看起来都正常。

这是我第一次与不常见的 SVG/canvas 内容进行交互。解决方案可能很明显，但我真的不知道该去哪里找了。我做错了什么？

2018 年 6 月 11 日更新

我听从了@Johan 的建议并在 live demo 上实现了它.虽然解释的很有说服力，但结果却不是我所期待的。反转变换以获得模型空间中鼠标位置的想法对我来说很有意义，但我的直觉(这可能是错误的)表明直接在屏幕空间上应用变换也应该有效。为什么我不能在屏幕空间中同时投影节点和鼠标并直接在那里应用变换？

2018 年 7 月 11 日更新

经过一番挣扎，我决定采用不同的方法并采用 this answer 中的解决方案。对于我的用例。尽管缩放功能按预期工作(还添加了平移功能)，但我仍然相信存在完全不依赖于 d3-zoom 的解决方案。正如评论中所建议的，也许隔离 View 矩阵并独立控制它以实现预期的行为。要查看我当前的解决方案，请查看下面的答案。

Answer 1

好吧，在用原来的方法失败后，我设法做到了 this solution为我的用例工作。

updateTransform 函数现在是:

var transform = mat3.create();
function updateTransform(x, y, scale) {
    mat3.projection(transform, options.canvas.width, options.canvas.height);
    mat3.translate(transform, transform, [x,y]);
    mat3.scale(transform, transform, [scale,scale]);
    mat3.translate(transform, transform, [
      options.canvas.width / 2,
      options.canvas.height / 2
    ]);
    mat3.scale(transform, transform, [
      options.canvas.width / 2,
      options.canvas.height / 2
    ]);
    mat3.scale(transform, transform, [1, -1]);
}

并由 d3-zoom 调用:

import { zoom as d3Zoom } from "d3-zoom";
import { select } from "d3-selection";

var zoom = d3Zoom();

d3Event = () => require("d3-selection").event;

select(options.canvas)
      .call(zoom.on("zoom", () => {
          var t = d3Event().transform
          updateTransform(t.x, t.y, t.k)
       }));

Here是这个解决方案的现场演示。