读《WebGL 入门与实践》,相关笔记,持续记录

认识webgl

WebGL 是一组基于 JavaScript 语言的图形规范,浏览器厂商按照这组规范进行实现,为 Web 开发者提供一套3D图形相关的 API。

1.工作原理

WebGL 的工作方式和流水线类似,也是按照流水线的方式将 3D 模型数据渲染到 2D 屏幕上的,业界把这种渲染方式称为图形管线或者渲染管线。

WebGL 只能够绘制点、线段、三角形这三种基本图元,立方体、球体、圆柱体等这些模型本质上是由一个一个的点组成,GPU 将这些点用三角形图元绘制成一个个的微小平面,这些平面之间互相连接,从而组成各种各样的立体模型。

着色器(Shader)是用 GLSL(OpenGL Shading Language)编写的代码片段,用于定义图形的渲染方式。

  • 顶点着色器(Vertex Shader)处理顶点数据,它对每个顶点执行操作,如变换(平移、旋转、缩放)、光照计算等。顶点着色器的输出是片元着色器的输入。
  • 片元着色器(Fragment Shader)处理像素数据,它对每个像素执行操作,如颜色计算、纹理采样等。片元着色器的输出是最终显示在屏幕上的像素颜色。
  • 程序(Program)是将顶点着色器和片元着色器组合在一起的实体。它定义了整个渲染流程,从顶点处理到像素着色
WebGL只关心两件事:裁剪空间中的坐标值和颜色值。无论画布有多大,裁剪空间的坐标范围永远是 -1 到 1

WebGL实践

WebGL理论基础:https://webglfundamentals.org/webgl/lessons/zh_cn/

1.基本操作

着色器(Shader)是用 GLSL(OpenGL Shading Language)编写的代码片段,用于定义图形的渲染方式。

  • 顶点着色器(Vertex Shader)处理顶点数据,它对每个顶点执行操作,如变换(平移、旋转、缩放)、光照计算等。顶点着色器的输出是片元着色器的输入。
  • 片元着色器(Fragment Shader)处理像素数据,它对每个像素执行操作,如颜色计算、纹理采样等。片元着色器的输出是最终显示在屏幕上的像素颜色。

程序(Program)是将顶点着色器和片元着色器组合在一起的实体。它定义了整个渲染流程,从顶点处理到像素着色

创建着色器对象:

const fragmentShader = gl.createShader(gl.FRAGMENT_SHADER);
  • gl.FRAGMENT_SHADER:片段着色器。
  • gl.VERTEX_SHADER:顶点着色器。

分配着色器代码:

const fragmentShaderSource = `
  void main() {
    gl_FragColor = vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0); // 红色
  }
`;
gl.shaderSource(fragmentShader, fragmentShaderSource);

编译着色器:

gl.compileShader(fragmentShader);

创建程序对象:

const program = gl.createProgram();

附加着色器:

gl.attachShader(program, fragmentShader);

链接程序:

gl.linkProgram(program);

使用程序:

gl.useProgram(program);
在任何给定的时间段内,只能使用一个程序(Program),通过使用不同的程序,来切换不同的

2.坐标系统

右手坐标系,默认范围:-1.0 到 1.0:

  • X轴:向右为正。
  • Y轴:向上为正。
  • Z轴:指向屏幕外为正

3.绘制操作

清空画布:

gl.clearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0); // 设置为黑色
gl.clear(gl.COLOR_BUFFER_BIT);

绘制图元:

gl.drawArrays(mode, first, count);
  • mode:图元类型(如 gl.POINTS、gl.LINES、gl.TRIANGLES)。
  • first:起始点索引。
  • count:点的数量。