WebGL 学习笔记 - 绘制和变换三角形

2023-11-01 07:02:34

WebGL：绘制和变换三角形的全面指南

简介

WebGL 是一种 JavaScript API，可让您在 Web 浏览器中渲染引人入胜的 3D 图形。它利用熟悉的 JavaScript 语法来创建和控制 3D 场景，广泛应用于台式机、移动设备和嵌入式系统。本文将深入探索如何使用 WebGL 绘制和变换三角形，为您提供从头开始构建交互式 3D 体验所需的基本知识。

1. 创建 WebGL 程序

踏入 WebGL 世界的第一步是从 <canvas> 元素开始。通过 getContext() 方法获取 WebGL 上下文，获得与 WebGL 交互的必要接口。这个上下文对象提供了一系列强大的方法，为您的 3D 渲染铺平道路。

2. 构建缓冲区对象

缓冲区对象是 WebGL 系统的基石，它们负责存储顶点数据。这些数据将被传送到顶点着色器，以便在模型空间中进行处理。使用 createBuffer(), bindBuffer(), bufferData() 方法创建和填充缓冲区对象，为您的 3D 形状提供基础。

3. 编写顶点着色器

顶点着色器是一段特殊代码，在每个顶点上执行，将顶点数据从模型空间变换到裁剪空间。它主要负责定义顶点在屏幕上的位置。通过 createShader()、shaderSource()、compileShader() 方法创建和编译顶点着色器，为您的三角形赋予生命。

4. 创建片元着色器

片元着色器与顶点着色器类似，但它在每个片元（像素）上执行，处理从裁剪空间到屏幕空间的变换。它控制着每个像素的颜色和其他属性。使用与顶点着色器相同的方法创建和编译片元着色器，赋予您的三角形生动的色彩。

5. 构建程序

程序是将顶点着色器和片元着色器结合在一起的对象。它允许这两个着色器协同工作，渲染出最终的 3D 场景。使用 createProgram(), attachShader(), linkProgram() 方法创建和链接程序，为您的图形渲染做好准备。

6. 设置属性和均匀变量

属性和均匀变量是顶点着色器和片元着色器中使用的变量。属性由顶点着色器使用，而均匀变量由这两个着色器共享。通过 getAttribLocation(), enableVertexAttribArray(), vertexAttribPointer() 方法设置属性，并使用 getUniformLocation() 方法获取均匀变量的位置，为您的着色器提供必要的参数。

7. 渲染场景

现在，一切都已准备就绪，是时候渲染场景了！使用 useProgram(), uniformMatrix4fv(), drawArrays() 方法激活程序，设置模型视图矩阵和投影矩阵，并绘制三角形，将其呈现在屏幕上。

8. 添加动画

为了让您的三角形栩栩如生，添加动画是必不可少的。使用 requestAnimationFrame() 方法，您可以创建动画循环，在每个帧更新模型视图矩阵，并重新渲染场景，让您的三角形动起来。

常见问题解答