WebGL 着色器与颜色的奥妙

前端

2023-09-14 19:29:27

在 WebGL 的世界里，着色器扮演着至关重要的角色，负责在画布上描绘出令人惊叹的视觉效果。这些着色器与色彩有着密不可分的关系，就像一位色彩魔术师，将单调的画布变为流光溢彩的杰作。

着色器的色彩魔法

WebGL 着色器本质上是一段代码，其中包含一组计算颜色值的指令。这些指令告诉图形处理器 (GPU) 如何将顶点和片段着色成不同的颜色，形成最终呈现的图像。着色器可以通过各种方式操纵颜色，包括：

顶点着色器： 为每个顶点设置颜色值，确定对象的整体颜色基调。
片段着色器： 为每个片段（即屏幕上的单个像素）计算颜色值，实现更复杂的着色效果，如纹理、光照和阴影。

色彩空间：RGB 和 Alpha

在计算机图形中，颜色通常表示为三个分量：红色 (R)、绿色 (G) 和蓝色 (B)。这被称为 RGB 色彩空间，涵盖了我们肉眼可见的大部分色彩范围。此外，还有第四个分量 alpha (A)，代表透明度，控制像素的可见程度。

WebGL 着色器操作 RGB 和 alpha 分量，允许您创建丰富的颜色混合和透明效果。

色彩拾取工具：为 WebGL 注入色彩

为了便于在着色器中使用颜色，WebGL 提供了各种色彩拾取工具，包括：

vec3 数据类型： 代表包含 R、G 和 B 分量的三维颜色向量。
vec4 数据类型： 代表包含 R、G、B 和 A 分量的四维颜色向量。
uniform 变量： 允许您从脚本中向着色器传递颜色值。
attribute 变量： 允许顶点数据包含颜色信息。

举个例子：着色一个彩色的立方体

为了进一步阐明 WebGL 着色器如何操纵颜色，让我们编写一个简单的着色器来渲染一个彩色的立方体：

// 顶点着色器
uniform vec3 colors[8];  // 立方体 8 个顶点的颜色
attribute vec3 position;  // 顶点的世界坐标

void main() {
  // 获取顶点的颜色索引
  int index = (position.x + position.y + position.z) % 8;
  
  // 设置顶点的颜色
  gl_Position = vec4(position, 1.0);
  gl_FrontColor = colors[index];
}

// 片段着色器
void main() {
  // 输出顶点颜色作为片段颜色
  gl_FragColor = gl_FrontColor;
}