WebGL手艺储备指南

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WebGL技术储备指南

2015/12/22 · HTML5 · 1
评论 ·
WebGL

原稿出处: 天猫前端团队(FED)-
叶斋   

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WebGL 是 HTML 5 草案的黄金年代有个别,能够使得 Canvas 渲染三维场景。WebGL
就算还未普及应用,但极具潜在的力量和想象空间。本文是自己读书 WebGL
时梳理知识系统的产物,花点时间收拾出来与大家共享。

示例

WebGL 很酷,有以下 demos 为证:

招来奥兹国
超跑游戏
泛舟的男孩(Goo
Engine Demo)

本文的靶子

正文的预料读者是:面生图形学,熟习前端,希望精晓或体系学习 WebGL
的校友。

本文不是 WebGL 的概述性文章,亦非完整详细的 WebGL
教程。本文只希望成为豆蔻梢头篇供 WebGL 初读书人使用的提纲。

Canvas

熟知 Canvas 的同校都清楚,Canvas 绘图先要获取绘图上下文:

JavaScript

var context = canvas.getContext(‘2d’);

1
var context = canvas.getContext(‘2d’);

context上调用各类函数绘制图形,比如:

JavaScript

// 绘制左上角为(0,0),右下角为(50, 50)的矩形 context.fillRect(0, 0, 50,
50);

1
2
// 绘制左上角为(0,0),右下角为(50, 50)的矩形
context.fillRect(0, 0, 50, 50);

WebGL 相像须求获得绘图上下文:

JavaScript

var gl = canvas.getContext(‘webgl’); // 或 experimental-webgl

1
var gl = canvas.getContext(‘webgl’); // 或 experimental-webgl

但是接下去,即使想画一个矩形的话,就没这么轻巧了。实际上,Canvas
是浏览器封装好的三个制图景况,在实际开展绘图操作时,浏览器依然必要调用
OpenGL API。而 WebGL API 差不离就是 OpenGL API 未经封装,直接套了后生可畏层壳。

Canvas 的更加多学问,能够参照:

  • JS
    权威指南的
    21.4 节或 JS
    高等程序设计中的
    15 章
  • W3CSchool
  • 阮风姿浪漫峰的 Canvas
    教程

矩阵转变

三个维度模型,从文件中读出来,到绘制在 Canvas 中,经历了频仍坐标转变。

借使有一个最简便的模子:三角形,四个极端分别为(-1,-1,0),(1,-1,0),(0,1,0)。那多少个数据是从文件中读出来的,是三角形最带头的坐标(局地坐标)。如下图所示,右边手坐标系。

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模型平时不会放在场景的原点,要是三角形的原点位于(0,0,-1)处,没有转动或缩放,多个极点分别为(-1,-1,-1),(1,-1,-1),(0,1,-1),即世界坐标。

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绘制三个维度场景必得钦点一个观望者,假若旁观者位于(0,0,1)处何况看向三角形,那么两个极端相对于观望者的坐标为(-1,-1,-2),(1,-1,-2),(0,1,-2),即视图坐标。

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阅览者的眼眸是七个点(那是看破投影的前提),水平视角和垂直视角都以90度,视线范围(目力所及)为[永利402com官方网站 ,0,2]在Z轴上,观看者能够看出的区域是叁个四棱台体。

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将四棱台体映射为正规立方(CCV,中央为原点,边长为2,边与坐标轴平行)。顶点在
CCV 中的坐标,离它最后在 Canvas 中的坐标已经很左近了,借使把 CCV
的前表面看成 Canvas,那么最终三角形就画在图中绿色三角形的职责。

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上述调换是用矩阵来张开的。

风流浪漫部分坐标 –(模型转变)-> 世界坐标 –(视图转变)-> 视图坐标
–(投影转换)–> CCV 坐标。

以(0,1,0)为例,它的齐次向量为(0,0,1,1),上述转换的表示经过能够是:

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上边三个矩阵依次是看破投影矩阵,视图矩阵,模型矩阵。七个矩阵的值分别决计于:观察者的眼光和视界距离,观看者在世界中的状态(地点和可行性),模型在世界中的状态(地点和取向)。计算的结果是(0,1,1,2),化成齐次坐标是(0,0.5,0.5,1),就是那个点在CCV中的坐标,那么(0,0.5)正是在Canvas中的坐标(感到Canvas 中央为原点,长度宽度都为2)。

上边现身的(0,0,1,1)是(0,0,1)的齐次向量。齐次向量(x,y,z,w)能够代表三个维度向量(x,y,z)参预矩阵运算,通俗地说,w
分量为 1 时表示地点,w 分量为 0 时表示位移。

WebGL 未有提供其余有关上述调换的建制,开拓者须求亲自总结顶点的 CCV
坐标。

有关坐标转变的越多内容,能够参照:

  • 管理器图形学中的5-7章
  • 改换矩阵@维基百科
  • 透视投影详整

相比复杂的是模型调换中的绕自便轴旋转(平时用四元数生成矩阵)和投影转变(上边的例证都没收涉及到)。

至于绕放肆轴旋转和四元数,能够参见:

  • 四元数@维基百科
  • 一个老外对四元数公式的表达

有关齐次向量的越来越多内容,能够参考。

  • Computer图形学的5.2节
  • 齐次坐标@维基百科

着色器和光栅化

在 WebGL
中,开辟者是因此着色器来产生上述转换的。着色器是运维在显卡中的程序,以
GLSL 语言编写,开拓者需求将着色器的源码以字符串的花样传给 WebGL
上下文的有关函数。

着色器有二种,顶点着色器和片元(像素)着色器,它们成对现身。顶点着色器职责是吸收接纳顶点的某些坐标,输出
CCV 坐标。CCV
坐标经过光栅化,转变为逐像素的多少,传给片元着色器。片元着色器的天职是明确种种片元的水彩。

极限着色器接纳的是 attribute 变量,是逐顶点的多少。顶点着色器输出
varying 变量,也是逐顶点的。逐顶点的 varying
变量数据经过光栅化,成为逐片元的 varying
变量数据,输入片元着色器,片元着色器输出的结果就能够彰显在 Canvas 上。

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着色器成效非常多,上述只是基本功用。超越二分之一炫目的效应都以凭仗着色器的。借使您对着色器完全未有定义,能够试着明亮下黄金年代节
hello world 程序中的着色器再回首一下本节。

至于更加多着色器的学问,能够参见:

  • GLSL@维基百科
  • WebGL@MSDN

程序

那意气风发节解释绘制上述情景(三角形)的 WebGL
程序。点其黄金年代链接,查看源代码,试图明白一下。这段代码出自WebGL
Programming
Guide,作者作了有的改造以适应本文内容。假如一切常常,你看见的应该是底下这样:

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释疑几点(假诺以前不打听 WebGL ,多半会对上边包车型大巴代码纠缠,无碍):

  1. 字符串 VSHADER_SOURCE 和 FSHADER_SOURCE
    是终极着色器和片元着色器的源码。可以将着色器精通为有定点输入和输出格式的次序。开垦者供给事先编写好着色器,再根据一定格式着色器发送绘图命令。
  2. Part2 将着色器源码编译为 program
    对象:先分别编写翻译顶点着色器和片元着色器,然后连接两个。借使编写翻译源码错误,不会报
    JS 错误,但能够通过别的API(如gl.getShaderInfo等)获取编写翻译状态新闻(成功与否,假使出错的错误音讯)。
JavaScript

// 顶点着色器 var vshader = gl.createShader(gl.VERTEX\_SHADER);
gl.shaderSource(vshader, VSHADER\_SOURCE);
gl.compileShader(vshader); // 同样新建 fshader var program =
gl.createProgram(); gl.attachShader(program, vshader);
gl.attachShader(program, fshader); gl.linkProgram(program);

<table>
<colgroup>
<col style="width: 50%" />
<col style="width: 50%" />
</colgroup>
<tbody>
<tr class="odd">
<td><div class="crayon-nums-content" style="font-size: 13px !important; line-height: 15px !important;">
<div class="crayon-num" data-line="crayon-5b8f14b3a671c960813930-1">
1
</div>
<div class="crayon-num crayon-striped-num" data-line="crayon-5b8f14b3a671c960813930-2">
2
</div>
<div class="crayon-num" data-line="crayon-5b8f14b3a671c960813930-3">
3
</div>
<div class="crayon-num crayon-striped-num" data-line="crayon-5b8f14b3a671c960813930-4">
4
</div>
<div class="crayon-num" data-line="crayon-5b8f14b3a671c960813930-5">
5
</div>
<div class="crayon-num crayon-striped-num" data-line="crayon-5b8f14b3a671c960813930-6">
6
</div>
<div class="crayon-num" data-line="crayon-5b8f14b3a671c960813930-7">
7
</div>
<div class="crayon-num crayon-striped-num" data-line="crayon-5b8f14b3a671c960813930-8">
8
</div>
<div class="crayon-num" data-line="crayon-5b8f14b3a671c960813930-9">
9
</div>
</div></td>
<td><div class="crayon-pre" style="font-size: 13px !important; line-height: 15px !important; -moz-tab-size:4; -o-tab-size:4; -webkit-tab-size:4; tab-size:4;">
<div id="crayon-5b8f14b3a671c960813930-1" class="crayon-line">
// 顶点着色器
</div>
<div id="crayon-5b8f14b3a671c960813930-2" class="crayon-line crayon-striped-line">
var vshader = gl.createShader(gl.VERTEX_SHADER);
</div>
<div id="crayon-5b8f14b3a671c960813930-3" class="crayon-line">
gl.shaderSource(vshader, VSHADER_SOURCE);
</div>
<div id="crayon-5b8f14b3a671c960813930-4" class="crayon-line crayon-striped-line">
gl.compileShader(vshader);
</div>
<div id="crayon-5b8f14b3a671c960813930-5" class="crayon-line">
// 同样新建 fshader
</div>
<div id="crayon-5b8f14b3a671c960813930-6" class="crayon-line crayon-striped-line">
var program = gl.createProgram();
</div>
<div id="crayon-5b8f14b3a671c960813930-7" class="crayon-line">
gl.attachShader(program, vshader);
</div>
<div id="crayon-5b8f14b3a671c960813930-8" class="crayon-line crayon-striped-line">
gl.attachShader(program, fshader);
</div>
<div id="crayon-5b8f14b3a671c960813930-9" class="crayon-line">
gl.linkProgram(program);
</div>
</div></td>
</tr>
</tbody>
</table>
  1. program
    对象必要钦点使用它,才方可向着色器传数据并绘制。复杂的次序常常有两个program 对 象,(绘制每生龙活虎帧时)通过切换 program
    对象绘制场景中的差异功能。
JavaScript

gl.useProgram(program);

<table>
<colgroup>
<col style="width: 50%" />
<col style="width: 50%" />
</colgroup>
<tbody>
<tr class="odd">
<td><div class="crayon-nums-content" style="font-size: 13px !important; line-height: 15px !important;">
<div class="crayon-num" data-line="crayon-5b8f14b3a6720232020477-1">
1
</div>
</div></td>
<td><div class="crayon-pre" style="font-size: 13px !important; line-height: 15px !important; -moz-tab-size:4; -o-tab-size:4; -webkit-tab-size:4; tab-size:4;">
<div id="crayon-5b8f14b3a6720232020477-1" class="crayon-line">
gl.useProgram(program);
</div>
</div></td>
</tr>
</tbody>
</table>
  1. Part3 向正在使用的着色器传入数据,蕴含逐顶点的 attribute
    变量和大局的 uniform 变量。向着色器传入数据必需选用ArrayBuffer,并非平常的 JS 数组。
JavaScript

var varray = new Float32Array(\[-1, -1, 0, 1, -1, 0, 0, 1, 0\])

<table>
<colgroup>
<col style="width: 50%" />
<col style="width: 50%" />
</colgroup>
<tbody>
<tr class="odd">
<td><div class="crayon-nums-content" style="font-size: 13px !important; line-height: 15px !important;">
<div class="crayon-num" data-line="crayon-5b8f14b3a6723482450329-1">
1
</div>
</div></td>
<td><div class="crayon-pre" style="font-size: 13px !important; line-height: 15px !important; -moz-tab-size:4; -o-tab-size:4; -webkit-tab-size:4; tab-size:4;">
<div id="crayon-5b8f14b3a6723482450329-1" class="crayon-line">
var varray = new Float32Array([-1, -1, 0, 1, -1, 0, 0, 1, 0])
</div>
</div></td>
</tr>
</tbody>
</table>
  1. WebGL API 对 ArrayBuffer
    的操作(填充缓冲区,传入着色器,绘制等)都以经过 gl.A奥迪Q5RAY_BUFFE传祺举行的。在 WebGL 系统中又非常多形似的情事。
JavaScript

// 只有将 vbuffer 绑定到 gl.ARRAY\_BUFFER,才可以填充数据
gl.bindBuffer(gl.ARRAY\_BUFFER, vbuffer); // 这里的意思是,向“绑定到
gl.ARRAY\_BUFFER”的缓冲区中填充数据 gl.bufferData(gl.ARRAY\_BUFFER,
varray, gl.STATIC\_DRAW); // 获取 a\_Position
变量在着色器程序中的位置,参考顶点着色器源码 var aloc =
gl.getAttribLocation(program, 'a\_Position'); // 将 gl.ARRAY\_BUFFER
中的数据传入 aloc 表示的变量,即 a\_Position
gl.vertexAttribPointer(aloc, 3, gl.FLOAT, false, 0, 0);
gl.enableVertexAttribArray(aloc);

<table>
<colgroup>
<col style="width: 50%" />
<col style="width: 50%" />
</colgroup>
<tbody>
<tr class="odd">
<td><div class="crayon-nums-content" style="font-size: 13px !important; line-height: 15px !important;">
<div class="crayon-num" data-line="crayon-5b8f14b3a6727492492738-1">
1
</div>
<div class="crayon-num crayon-striped-num" data-line="crayon-5b8f14b3a6727492492738-2">
2
</div>
<div class="crayon-num" data-line="crayon-5b8f14b3a6727492492738-3">
3
</div>
<div class="crayon-num crayon-striped-num" data-line="crayon-5b8f14b3a6727492492738-4">
4
</div>
<div class="crayon-num" data-line="crayon-5b8f14b3a6727492492738-5">
5
</div>
<div class="crayon-num crayon-striped-num" data-line="crayon-5b8f14b3a6727492492738-6">
6
</div>
<div class="crayon-num" data-line="crayon-5b8f14b3a6727492492738-7">
7
</div>
<div class="crayon-num crayon-striped-num" data-line="crayon-5b8f14b3a6727492492738-8">
8
</div>
<div class="crayon-num" data-line="crayon-5b8f14b3a6727492492738-9">
9
</div>
</div></td>
<td><div class="crayon-pre" style="font-size: 13px !important; line-height: 15px !important; -moz-tab-size:4; -o-tab-size:4; -webkit-tab-size:4; tab-size:4;">
<div id="crayon-5b8f14b3a6727492492738-1" class="crayon-line">
// 只有将 vbuffer 绑定到 gl.ARRAY_BUFFER,才可以填充数据
</div>
<div id="crayon-5b8f14b3a6727492492738-2" class="crayon-line crayon-striped-line">
gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, vbuffer);
</div>
<div id="crayon-5b8f14b3a6727492492738-3" class="crayon-line">
// 这里的意思是,向“绑定到 gl.ARRAY_BUFFER”的缓冲区中填充数据
</div>
<div id="crayon-5b8f14b3a6727492492738-4" class="crayon-line crayon-striped-line">
gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, varray, gl.STATIC_DRAW);
</div>
<div id="crayon-5b8f14b3a6727492492738-5" class="crayon-line">
// 获取 a_Position 变量在着色器程序中的位置,参考顶点着色器源码
</div>
<div id="crayon-5b8f14b3a6727492492738-6" class="crayon-line crayon-striped-line">
var aloc = gl.getAttribLocation(program, 'a_Position');
</div>
<div id="crayon-5b8f14b3a6727492492738-7" class="crayon-line">
// 将 gl.ARRAY_BUFFER 中的数据传入 aloc 表示的变量,即 a_Position
</div>
<div id="crayon-5b8f14b3a6727492492738-8" class="crayon-line crayon-striped-line">
gl.vertexAttribPointer(aloc, 3, gl.FLOAT, false, 0, 0);
</div>
<div id="crayon-5b8f14b3a6727492492738-9" class="crayon-line">
gl.enableVertexAttribArray(aloc);
</div>
</div></td>
</tr>
</tbody>
</table>
  1. 向着色器传入矩阵时,是按列存款和储蓄的。能够比较一下 mmatrix
    和矩阵调换大器晚成节中的模型矩阵(第 3 个)。
  2. 极限着色器计算出的 gl_Position 正是 CCV
    中的坐标,比方最上边的顶点(栗褐)的 gl_Position
    化成齐次坐标就是(0,0.5,0.5,1)。
  3. 向终点着色器传入的只是几个顶峰的颜料值,而三角形表面包车型地铁颜色渐变是由那八个颜色值内插出的。光栅化不唯有会对
    gl_Position 举行,还有恐怕会对 varying 变量插值。
  4. gl.drawArrays()方法使得缓冲区实行绘图,gl.TCR-VIANGLES
    钦点绘制三角形,也能够退换参数绘制点、折线等等。

关于 ArrayBuffer 的详细新闻,能够参见:

  • ArrayBuffer@MDN
  • 阮生龙活虎峰的 ArrayBuffer
    介绍
  • 张鑫旭的 ArrayBuffer
    介绍

关于 gl.TTiguanIANGLES
等其余绘制情势,能够参照上边那张图或这篇博文。

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纵深检查实验

当七个外表重叠时,前面包车型地铁模型会隐讳前面包车型客车模子。比方其意气风发例子,绘制了四个交叉的三角(
varray 和 carray 的长度变为 18,gl.drawArrays 最终三个参数变为
6)。为了简单,这些例子去掉了矩阵转换进程,直接向着色器传入 CCV 坐标。

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极端着色器给出了 6 个终端的 gl_Position ,经过光栅化,片元着色器得到了
2X 个片元(就算 X 为各类三角形的像素个数),各类片元都离散的 x,y
坐标值,还应该有 z 值。x,y 坐标正是三角形在 Canvas
上的坐标,但万黄金时代有多少个具备相符 x,y 坐标的片元同期现身,那么 WebGL
就会取 z 坐标值十分的小的特别片元。

在深度检验以前,必得在绘制前拉开八个常量。不然,WebGL 就能够依据在 varray
中定义的次第绘制了,前面包车型地铁会覆盖前边的。

JavaScript

gl.enable(gl.DEPTH_TEST);

1
gl.enable(gl.DEPTH_TEST);

其实,WebGL 的逻辑是这么的:依次拍卖片元,借使渲染缓冲区(这里便是Canvas
了)的优异与当前片元对应的像素还从未绘制时,就把片元的水彩画到渲染缓冲区对应像素里,同不常间把片元的
z
值缓存在另一个纵深缓冲区的大同小异地方;假如当前缓冲区的对应像素已经绘制过了,就去查看深度缓冲区中对应地方的
z 值,假使当前片元 z 值小,就重绘,不然就抛弃当前片元。

WebGL 的那套逻辑,对了然蒙版(前面会提及)有局地声援。

顶点索引

gl.drawArrays()是遵纪守法顶点的逐风度翩翩绘制的,而
gl.drawElements()能够令着色器以贰个索引数组为顺序绘制顶点。比如本条例子。

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此间画了四个三角,但只用了 5
个顶峰,有一个巅峰被四个三角形共用。那时急需树立索引数组,数组的每种成分表示顶点的索引值。将数组填充至gl.ELEMENT_ARRAY,然后调用
gl.drawElements()。

JavaScript

var iarray = new Uint8Array([0,1,2,2,3,4]); var ibuffer =
gl.createBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, ibuffer);
gl.bindBuffer(gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER, ibuffer);
gl.bufferData(gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER, iarray, gl.STATIC_DRAW);

1
2
3
4
var iarray = new Uint8Array([0,1,2,2,3,4]);
var ibuffer = gl.createBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, ibuffer);
gl.bindBuffer(gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER, ibuffer);
gl.bufferData(gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER, iarray, gl.STATIC_DRAW);

纹理

attribute
变量不仅能够传递顶点的坐标,还足以传递其余任何逐顶点的多少。举例HelloTriangle 程序把单个顶点的颜料传入了 a_Color,片元着色器收到
v_Color 后一向赋给 gl_FragmentColor,就调整了颜色。

attribute
变量还足以援救绘制纹理。绘制纹理的基本原理是,为各样终端钦命一个纹理坐标(在(0,0)与(1,1,)的星型中),然后传入纹理对象。片元着色器得到的是对应片元的内插后的纹理坐标,就利用这一个纹理坐标去纹理对象上取颜色,再画到片元上。内插后的纹理坐标很可能不适逢其会对应纹理上的某些像素,而是在多少个像素之间(因为日常的图片纹理也是离散),此时只怕会因而周边多少个像素的加权平均算出该像素的值(具体有若干种不相同方法,能够参见)。

比如其后生可畏例子。

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纹理对象和缓冲区指标很贴近:使用 gl 的 API 函数创制,需求绑定至常量
gl.A悍马H2RAY_BUFFER 和 gl.TEXTURE_2D
,都因而常量对象向里面填入图像和多少。差异的是,纹理对象在绑准时还索要激活二个纹理单元(此处的gl.TEXTURE0),而
WebGL 系统扶助的纹路单元个数是很有限的(平常为 8 个)。

JavaScript

var texture = gl.createTexture();
gl.pixelStorei(gl.UNPACK_FLIP_Y_WEBGL, 1);
gl.activeTexture(gl.TEXTURE0); gl.bindTexture(gl.TEXTURE_2D, texture);
gl.texParameteri(gl.TEXTURE_2D, gl.TEXTURE_MIN_FILTER, gl.LINEAR);
gl.texImage2D(gl.TEXTURE_2D, 0, gl.RGB, gl.RGB, gl.UNSIGNED_BYTE,
textureImage); var sloc = gl.getUniformLocation(program, ‘u_Sampler’);
gl.uniform1i(sloc, 0);

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var texture = gl.createTexture();
gl.pixelStorei(gl.UNPACK_FLIP_Y_WEBGL, 1);
gl.activeTexture(gl.TEXTURE0);
gl.bindTexture(gl.TEXTURE_2D, texture);
gl.texParameteri(gl.TEXTURE_2D, gl.TEXTURE_MIN_FILTER, gl.LINEAR);
gl.texImage2D(gl.TEXTURE_2D, 0, gl.RGB, gl.RGB, gl.UNSIGNED_BYTE, textureImage);
var sloc = gl.getUniformLocation(program, ‘u_Sampler’);
gl.uniform1i(sloc, 0);

片元着色器内申明了 sampler2D 类型的 uniform
变量,通过texture2D函数取样。

JavaScript

precision mediump float; uniform sampler2D u_Sampler; varying vec2
v_TexCoord; void main() { gl_FragColor = texture2D(u_Sampler,
v_TexCoord); };

1
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precision mediump float;
uniform sampler2D u_Sampler;
varying vec2 v_TexCoord;
void main() {
  gl_FragColor = texture2D(u_Sampler, v_TexCoord);
};

混合与蒙版

透明效果是用混合机制产生的。混合机制与深度检测相像,也时有发生在企图向有个别已填写的像素填充颜色时。深度检验通过比较z值来分明像素的颜料,而掺杂机制会将二种颜色混合。举个例子其生机勃勃例子。

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掺杂的顺序是比照绘制的相继实行的,如若绘制的逐风度翩翩有转移,混合的结果平常也比不上。假设模型既有非透明表面又有透明表面,绘制透明表面时张开蒙版,其目标是锁定深度缓冲区,因为半晶莹剔透物体后边的物体还能够看出的,假诺不这么做,半晶莹剔透物体前面包车型地铁物体将会被深度检查实验机制肃清。

开启混合的代码如下。gl.blendFunc情势内定了交集的主意,这里的情致是,使用源(待混合)颜色的
α 值乘以源颜色,加上 1-[源颜色的 α]乘以目的颜色。

JavaScript

gl.enable(gl.BLEND); gl.blendFunc(gl.SRC_ALPHA,
gl.ONE_MINUS_SRC_ALPHA);

1
2
gl.enable(gl.BLEND);
gl.blendFunc(gl.SRC_ALPHA, gl.ONE_MINUS_SRC_ALPHA);

所谓 α 值,就是颜色的第 4 个轻重。

JavaScript

var carray = new Float32Array([ 1,0,0,0.7,1,0,0,0.7,1,0,0,0.7,
0,0,1,0.4,0,0,1,0.4,0,0,1,0.4 ]);

1
2
3
4
var carray = new Float32Array([
  1,0,0,0.7,1,0,0,0.7,1,0,0,0.7,
  0,0,1,0.4,0,0,1,0.4,0,0,1,0.4
  ]);

浏览器的WebGL系统

WebGL 系统依次组成都部队分在既定准则下互匹协作。稍作梳理如下。

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那张图比较随意,箭头上的文字表示
API,箭头方向大概表现了数量的流淌方向,不必深究。

光照

WebGL 未有为光照提供任何内置的主意,需求开拓者在着色器中贯彻光照算法。

只可是有颜色的,模型也会有颜色的。在光照下,最终物体显示的颜色是两岸一同功能的结果。

兑现光照的主意是:将光照的多少(点光源的职位,平行光的来头,以致光的水彩和强度)作为
uniform 变量传入着色器中,将物体表面各样顶点处的法线作为 attribute
变量传入着色器,遵守光照法规,修改装订最后片元展现的水彩。

光照又分为逐顶点的和逐片元的,两个的不同是,将法线光线交角因素位居顶点着色器初级中学结束学业生升学考试虑依然放在片元着色器初级中学毕业生升学考试虑。逐片元光照更是活龙活现,两个极端的例子是:

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那儿,点光源在间距贰个外部较近处,表面中心 A
处较亮,四周较暗。但是在逐顶点光照下,表面包车型客车颜料(的熏陶因子)是由顶点内插出来的,所以表面中心也会相比暗。而逐片元光照直接运用片元的职分和法线总计与点光源的交角,由此表面中心会相比亮。

复杂模型

复杂模型恐怕有满含子模型,子模型或然与父模型有相对运动。比方开着雨刮器的小车,雨刮器的世界坐标是受父模型小车,和本人的动静合营决定的。若要总计雨刮器某顶点的职责,要求用雨刮器相对汽车的模型矩阵乘SAIC车的模子矩阵,再乘以顶点的有个别坐标。

复杂模型也有为数不菲外界,或者各类表面使用的着色器就分化。经常将模型拆解为组,使用一样着色器的外表为意气风发组,先绘制同后生可畏组中的内容,然后切换着色器。每便切换着色器都要双重将缓冲区中的数据分配给着色器中相应变量。

动画

动画的原理就是全速地擦除和重绘。常用的点子是享誉的
requestAnimationFrame
。不纯熟的同班,能够仿照效法正美的牵线。

WebGL库

前段时间最流行的 WebGL 库是
ThreeJS,很刚劲,官网,代码。

调治工具

正如早熟的 WebGL 调节和测验工具是WebGL
Inspector。

互连网财富和图书

克罗地亚共和国语的关于 WebGL 的财富有成都百货上千,包含:

  • learning webgl
  • WebGL@MDN
  • WebGL Cheat
    Sheet

本国最先的 WebGL 教程是由郝稼力翻译的,放在 hiwebgl 上,近期 hiwebgl
已经关门,但教程还是能够在这里找到。郝稼力这两天营业着Lao3D。

国内已经问世的 WebGL 书籍有:

  • WebGL入门指南:其实是一本讲
    ThreeJS 的书
  • WebGL高等编制程序:还不易的一本
  • WebGL编制程序指南:十一分可相信的统筹教程

末段再混合一点走私物品吧。读书时期自个儿曾花了小半年时间翻译了一本WebGL的书,也正是地点的第
3
本。这本书真的万分可靠,网络各个学Corey超级多没说清楚的东西,那本书说得很明亮,何况还提供了大器晚成份很完整的API文书档案。翻译那本书的经过也使自己受益良多。若是有同学愿意系统学一下
WebGL
的,提议购买一本(文青建议买英文版)。

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