WebGLShader.js 源码深度解读，带你领略着色器魅力

2023-12-05 13:37:24

着色器：Three.js 中的 WebGL 魔法

WebGLShader.js 源码之旅

着色器是 WebGL 中强大的工具，它们将顶点和片段数据转化为令人惊叹的视觉效果。在 Three.js 中，WebGLShader.js 模块负责着色器的幕后处理。让我们潜入其源码，揭开着色器的神秘面纱。

着色器编译器：将代码变为机器指令

着色器编译器是 WebGLShader.js 的心脏。它将着色器源代码（字符串）转化为 WebGL 着色器对象。这个过程包括：

解析： 将源代码分解为标记。
验证： 检查标记序列是否符合 WebGL 规范。
生成： 创建一个包含编译后着色器代码的 WebGL 着色器对象。

// 解析着色器源代码
const tokens = parseShaderSource(source);

// 验证标记序列
const errors = validateShaderTokens(tokens);
if (errors.length > 0) {
  throw new Error(`Invalid shader source: ${errors}`);
}

// 生成 WebGL 着色器对象
const shader = createShader(gl, shaderType);

// 编译着色器
compileShader(gl, shader);

着色器管理器：缓存和重用

着色器管理器负责管理着色器对象。它提供了一个缓存机制，避免重复编译，以及一个重用机制，将已编译的着色器与多个材质或几何体关联。

// 从缓存中获取着色器
const cachedShader = getCachedShader(source);
if (cachedShader) {
  return cachedShader;
}

// 编译新着色器
const newShader = compileShader(gl, source);

// 将新着色器添加到缓存中
setCachedShader(source, newShader);

// 返回新着色器
return newShader;

着色器库：预编译的利器

Three.js 提供了一个着色器库，其中包含了一组预编译的常用着色器。这些着色器经过优化，可以提高性能，例如：

基本着色器：执行基本的光照和纹理着色。
物理着色器：提供更逼真的光照模型。
粒子着色器：处理粒子系统。

// 使用预编译的基本着色器
const material = new THREE.ShaderMaterial({
  vertexShader: THREE.ShaderLib.basic.vertexShader,
  fragmentShader: THREE.ShaderLib.basic.fragmentShader
});