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WebGL才干储备指南

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WebGL才干储备指南

WebGL本事储备指南

2015/12/22 · HTML5 · 1 评论 · WebGL

初藳出处: Taobao前端团队(FED)- 叶斋   

图片 1

WebGL 是 HTML 5 草案的黄金时代部分,能够使得 Canvas 渲染三个维度场景。WebGL 即便还没普及应用,但极具潜在的能量和虚拟空间。本文是自身读书 WebGL 时梳理知识系统的产物,花点时间收拾出来与我们大饱眼福。

示例

WebGL 很酷,有以下 demos 为证:

搜索奥兹国
赛车游戏
泛舟的男孩(Goo Engine Demo)

正文的靶子

正文的预期读者是:不领悟图形学,熟稔前端,希望领会或系统学习 WebGL 的同窗。

正文不是 WebGL 的概述性文章,亦不是完全详细的 WebGL 教程。本文只希望形成生龙活虎篇供 WebGL 初学者使用的总纲。

Canvas

深谙 Canvas 的校友都驾驭,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上调用种种函数绘制图形,例如:

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 同样必要获得绘图上下文:

JavaScript

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

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

可是接下去,假如想画叁个矩形的话,就没这么轻便了。实际上,Canvas 是浏览器封装好的四个绘制情形,在骨子里开展绘图操作时,浏览器还是要求调用 OpenGL API。而 WebGL API 差非常的少正是 OpenGL API 未经封装,间接套了风流倜傥层壳。

Canvas 的更加多知识,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
  • 阮豆蔻年华峰的 Canvas 教程

矩阵变换

三个维度模型,从文件中读出来,到绘制在 Canvas 中,经历了一再坐标调换。

举个例子有一个最轻便易行的模子:三角形,四个顶峰分别为(-1,-1,0),(1,-1,0),(0,1,0)。那八个数据是从文件中读出来的,是三角形最开首的坐标(局地坐标)。如下图所示,左边手坐标系。

图片 2

模型平时不会放在场景的原点,固然三角形的原点位于(0,0,-1)处,未有转动或缩放,七个极点分别为(-1,-1,-1),(1,-1,-1),(0,1,-1),即世界坐标。

图片 3

制图三个维度场景必需钦定三个观看者,即便观看者位于(0,0,1)处何况看向三角形,那么四个顶峰相对于观看者的坐标为(-1,-1,-2),(1,-1,-2),(0,1,-2),即视图坐标。

图片 4

观看者的眸子是二个点(那是看破投影的前提),水平视角和垂直视角都是90度,视界范围(目力所及)为[0,2]在Z轴上,观望者能够见到的区域是三个四棱台体。

图片 5

将四棱台体映射为行业内部立方(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,离它提及底在 Canvas 中的坐标已经很相近了,假诺把 CCV 的前表面看成 Canvas,那么最后三角形就画在图中猩红三角形的职分。

图片 6

上述转换是用矩阵来进行的。

某个坐标 –(模型转变)-> 世界坐标 –(视图转变)-> 视图坐标 –(投影调换)–> CCV 坐标。

以(0,1,0)为例,它的齐次向量为(0,0,1,1),上述转变的象征经过可以是:

图片 7

地点三个矩阵依次是看破投影矩阵,视图矩阵,模型矩阵。三个矩阵的值分别决定于:观看者的思想和视线间隔,阅览者在世界中的状态(地方和可行性),模型在世界中的状态(地点和方向)。计算的结果是(0,1,1,2),化成齐次坐标是(0,0.5,0.5,1),正是以此点在CCV中的坐标,那么(0,0.5)就是在Canvas中的坐标(感觉Canvas 宗旨为原点,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)能够表示三维向量(x,y,z)到场矩阵运算,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 未有提供别的关于上述转换的机制,开辟者要求亲自总括顶点的 CCV 坐标。

至于坐标转变的更加多内容,能够参照:

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

相比复杂的是模型转换中的绕任意轴旋转(平时用四元数生成矩阵)和投影转换(上面包车型地铁例证都没收涉及到)。

至于绕任性轴旋转和四元数,能够参见:

  • 四元数@维基百科
  • 四个鬼子对四元数公式的辨证

关于齐次向量的更加的多内容,能够参谋。

  • 微型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,开垦者是因此着色器来成功上述调换的。着色器是运作在显卡中的程序,以 GLSL 语言编写,开采者需求将着色器的源码以字符串的样式传给 WebGL 上下文的有关函数。

着色器有三种,顶点着色器和片元(像素)着色器,它们成对现身。顶点着色器职分是吸收接纳顶点的一些坐标,输出 CCV 坐标。CCV 坐标经过光栅化,转变为逐像素的数目,传给片元着色器。片元着色器的职分是规定每种片元的水彩。

极端着色器选拔的是 attribute 变量,是逐顶点的数目。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展现在 Canvas 上。

图片 8

着色器功效相当多,上述只是基本功能。大多数酷炫的成效都以依靠着色器的。假若你对着色器完全未有定义,能够试着明亮下豆蔻梢头节 hello world 程序中的着色器再回顾一下本节。

至于更加多着色器的学识,能够参照:

  • GLSL@维基百科
  • WebGL@MSDN

程序

那焕发青大年解释绘制上述情景(三角形)的 WebGL 程序。点本条链接,查看源代码,试图通晓一下。这段代码出自WebGL Programming Guide,作者作了有的修正以适应本文内容。假使一切符合规律,你见到的应有是上面那样:

图片 9

讲授几点(如若在此以前不打听 WebGL ,多半会对下边包车型地铁代码纠结,无碍):

  1. 字符串 VSHADER_SOURCE 和 FSHADER_SOURCE 是终端着色器和片元着色器的源码。能够将着色器掌握为有一定输入和出口格式的次序。开拓者须要事先编写好着色器,再遵照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。假设编写翻译源码错误,不会报 JS 错误,但能够经过其它API(如gl.getShaderInfo等)获取编写翻译状态消息(成功与否,若是出错的错误新闻)。
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 对象急需钦赐使用它,才得以向着色器传数据并绘制。复杂的前后相继日常常有多个program 对 象,(绘制每生机勃勃帧时)通过切换 program 对象绘制场景中的分歧功能。
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 向正在选拔的着色器传入数据,饱含逐顶点的 attribute 变量和大局的 uniform 变量。向着色器传入数据必需运用 ArrayBuffer,并非正常的 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)都以因此 gl.AOdysseyRAY_BUFFE昂科拉实行的。在 WebGL 系统中又超多相通的情状。
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。能够相比一下 mmatrix 和矩阵调换风流倜傥节中的模型矩阵(第 3 个)。
  2. 极端着色器总括出的 gl_Position 就是 CCV 中的坐标,譬如最下边的极限(杏黄)的 gl_Position 化成齐次坐标正是(0,0.5,0.5,1)。
  3. 向终极着色器传入的只是多个终端的水彩值,而三角形表面包车型客车颜色渐变是由那八个颜色值内插出的。光栅化不止会对 gl_Position 举行,还或然会对 varying 变量插值。
  4. gl.drawArrays()方法使得缓冲区实行绘图,gl.T兰德酷路泽IANGLES 钦赐绘制三角形,也足以改动参数绘制点、折线等等。

至于 ArrayBuffer 的详细消息,可以参见:

  • ArrayBuffer@MDN
  • 阮生机勃勃峰的 ArrayBuffer 介绍
  • 张鑫旭的 ArrayBuffer 介绍

至于 gl.T普拉多IANGLES 等其余绘制格局,能够参见上边这张图或这篇博文。

图片 10

纵深检查评定

当多个外表重叠时,前边的模型会隐瞒前边的模子。比方其一事例,绘制了多个交叉的三角形( varray 和 carray 的尺寸变为 18,gl.drawArrays 最终一个参数变为 6)。为了容易,这几个事例去掉了矩阵转换进程,间接向着色器传入 CCV 坐标。

图片 11

图片 12

终端着色器给出了 6 个终端的 gl_Position ,经过光栅化,片元着色器得到了 2X 个片元(假若 X 为每一个三角形的像素个数),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,但豆蔻梢头旦有四个有着同等 x,y 坐标的片元同一时候现身,那么 WebGL 就能够取 z 坐标值异常的小的极度片元。

在深度质量评定早先,必得在绘制前拉开贰个常量。不然,WebGL 就能够根据在 varray 中定义的种种绘制了,后边的会覆盖前边的。

JavaScript

gl.enable(gl.DEPTH_TEST);

1
gl.enable(gl.DEPTH_TEST);

实在,WebGL 的逻辑是那般的:依次拍卖片元,假诺渲染缓冲区(这里就是Canvas 了)的卓殊与当下片元对应的像素尚未绘制时,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 值缓存在另四个纵深缓冲区的等同地方;借使当前缓冲区的相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,假如当前片元 z 值小,就重绘,否则就丢掉当前片元。

WebGL 的那套逻辑,对精晓蒙版(前边会提及)有点相助。

顶点索引

gl.drawArrays()是依据顶点的依次绘制的,而 gl.drawElements()能够令着色器以一个索引数组为顺序绘制顶点。例如本条例子。

图片 13

那边画了四个三角形,但只用了 5 个终端,有多个巅峰被四个三角形共用。这时候急需树立索引数组,数组的各类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);

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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 变量不仅可以够传递顶点的坐标,还是能够传递别的任何逐顶点的多寡。比方HelloTriangle 程序把单个顶点的颜色传入了 a_Color,片元着色器收到 v_Color 后直接赋给 gl_FragmentColor,就调节了颜色。

attribute 变量还足以帮忙绘制纹理。绘制纹理的基本原理是,为各样终端钦点三个纹理坐标(在(0,0)与(1,1,)的方框形中),然后传入纹理对象。片元着色器获得的是对应片元的内插后的纹理坐标,就接纳那几个纹理坐标去纹理对象上取颜色,再画到片元上。内插后的纹理坐标极大概不刚巧对应纹理上的某部像素,而是在多少个像素之间(因为日常的图样纹理也是离散),当时恐怕会由此周边多少个像素的加权平均算出该像素的值(具体有好二种分歧方法,能够参见)。

比如那个事例。

图片 14

纹理对象和缓冲区目的很贴近:使用 gl 的 API 函数成立,供给绑定至常量 gl.A福睿斯RAY_BUFFER 和 gl.TEXTURE_2D ,都通过常量对象向里面填入图像和数码。分裂的是,纹理对象在绑准期还索要激活叁个纹理单元(此处的gl.TEXTURE0),而 WebGL 系统补助的纹理单元个数是很单薄的(日常为 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);

片元着色器内注脚了 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); };

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

掺杂与蒙版

透明效果是用混合机制完结的。混合机制与深度检验相似,也发生在试图向有些已填写的像素填充颜色时。深度检查测试通过比较z值来规定像素的颜色,而掺杂机制会将二种颜色混合。举例其一事例。

图片 15

错落的依次是依照绘制的次第进行的,尽管绘制的相继有浮动,混合的结果常常也不如。假使模型既有非透明表面又有晶莹剔透表面,绘制透明表面时张开蒙版,其指标是锁定深度缓冲区,因为半晶莹剔透物体后边的实体仍可以看见的,若是不这么做,半透明物体后边的实体将会被深度检查评定机制杀绝。

敞开混合的代码如下。gl.blendFunc办法钦点了混合的点子,这里的意思是,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);

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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 ]);

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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绳下互般协作。稍作梳理如下。

图片 16

那张图相比随便,箭头上的文字表示 API,箭头方向大约表现了数量的流动方向,不必深究。

光照

WebGL 未有为光照提供任何内置的办法,要求开垦者在着色器中实现光照算法。

只不过有颜色的,模型也许有颜色的。在光照下,最终物体呈现的颜色是两个联手功能的结果。

落到实处光照的方法是:将光照的数码(点光源的岗位,平行光的趋势,以至光的颜色和强度)作为 uniform 变量传入着色器中,将物体表面每一个顶点处的法线作为 attribute 变量传入着色器,遵从光照法规,修正最终片元显示的颜色。

光照又分为逐顶点的和逐片元的,两个的区别是,将法线光线交角因素位居顶点着色器初级中学完成学业生升学考试虑照旧放在片元着色器初级中学完成学业生升学考试虑。逐片元光照更是有声有色,叁个特别的事例是:

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此刻,点光源在相距四个外界较近处,表面中心 A 处较亮,四周较暗。不过在逐顶点光照下,表面包车型地铁水彩(的影响因子)是由顶点内插出来的,所以表面主旨也会相比暗。而逐片元光照直接选取片元的岗位和法线总结与点光源的交角,因而表面中心会比较亮。

复杂模型

复杂模型也是有囊括子模型,子模型可能与父模型有相对运动。比如开着雨刮器的小车,雨刮器的世界坐标是受父模型小车,和自家的情形合营决定的。若要总括雨刮器某顶点的职位,须要用雨刮器相对汽车的模子矩阵乘SAIC车的模型矩阵,再乘以顶点的局地坐标。

复杂模型只怕有不菲表面,恐怕每一个表面使用的着色器就区别。平时将模型拆解为组,使用雷同着色器的外表为风度翩翩组,先绘制同生机勃勃组中的内容,然后切换着色器。每一趟切换着色器都要重复将缓冲区中的数据分配给着色器中相应变量。

动画

动画的原理正是高效地擦除和重绘。常用的不二等秘书诀是闻明的 requestAnimationFrame 。不熟知的同桌,能够参照正美的牵线。

WebGL库

眼前最盛行的 WebGL 库是 ThreeJS,很有力,官网,代码。

调整工具

比较成熟的 WebGL 调节和测量试验工具是WebGL Inspector。

网络财富和书本

日语的有关 WebGL 的财富有相当多,富含:

  • learning webgl
  • WebGL@MDN
  • WebGL Cheat Sheet

境内最初的 WebGL 教程是由郝稼力翻译的,放在 hiwebgl 上,方今 hiwebgl 已经倒闭,但教程还是可以在这里找到。郝稼力如今运行着Lao3D。

本国曾经问世的 WebGL 书籍有:

  • WebGL入门指南:其实是一本讲 ThreeJS 的书
  • WebGL高档编制程序:尚可的一本
  • WebGL编程指南:相当可信的全面教程

末尾再混合一点走私货色吧。读书时期作者曾花了小七个月岁月翻译了一本WebGL的书,也正是下面的第 3 本。那本书真的特别可靠,网络各个课程里非常多没说知道的东西,那本书说得很领悟,并且还提供了豆蔻年华份很完整的API文书档案。翻译那本书的经过也使自身受益良多。若是有同学愿意系统学一下 WebGL 的,提出价收购买一本(文青提议买英文版)。

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