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webgl 图元装配以及光栅化

webgl 图元装配以及光栅化

作者: Viewwei | 来源:发表于2021-07-07 17:02 被阅读0次

    绘制一个彩色三角形,第一个顶点为红色,第二个顶点为红色,第三个顶点为蓝色
    示例代码如下

    <!DOCTYPE html>
    <html>
        <head>
            <meta charset="utf-8">
            <title></title>
        </head>
        <body onload="main()">
            <canvas id="webgl" width="400" height="400"></canvas>
        </body>
        <script id="vertextShader" type="x-shader/x-vertex">
            attribute vec4 a_Position;
            attribute float a_PointSize;
            attribute vec4 a_Color;
            varying vec4 v_Color;
            void main () {
                gl_Position = a_Position;
                gl_PointSize = a_PointSize;
                v_Color = a_Color;
            }
        </script>
        <script id="fragmentShader" type="x-shader/x-fragment">
            //  全局设置浮点数的精确度,其他类型都有默认的精度类型,浮点数需要单独的设置
            precision mediump float;
            // uniform vec4 u_FragColor;
            varying vec4 v_Color;
            void main () {
                gl_FragColor = v_Color;
            }
        </script>
        <script src="./jsm/util.js"></script>
        <script src="tool/cuon-matrix.js"></script>
        <script>
            function main() {
                const canvas = document.getElementById('webgl')
                const gl = canvas.getContext('webgl')
                const vertextShader = document.getElementById('vertextShader').innerText
                const fragmentShader = document.getElementById('fragmentShader').innerText
                if (!initShaders(gl, vertextShader, fragmentShader)) return
                if (!gl) return
                const a_Position = gl.getAttribLocation(gl.program, 'a_Position')
                const a_PointSize = gl.getAttribLocation(gl.program, 'a_PointSize')
                const a_Color = gl.getAttribLocation(gl.program, 'a_Color')
                
                if (a_Position < 0) return
                // debugger
                let n = initVertexBuffers(gl,a_Position,a_PointSize,a_Color)
                gl.clearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0)
                gl.clear(gl.COLOR_BUFFER_BIT) 
                gl.drawArrays(gl.TRIANGLES, 0, n)
            }
    
            function initVertexBuffers(gl, a_Position, a_PointSize,a_Color) {
                var vertices = new Float32Array([
                    0.0,  0.5,  10.0,  1.0,0.0,0.0,
                    -0.5, -0.5, 20.0,  0.0,1.0,0.0,
                    0.5, 0.5,   30.0,  0.0,0.0,1.0
                ])
                var n = 3
                var buffer = gl.createBuffer()
                gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, buffer)
                gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, vertices, gl.STATIC_DRAW)
                let fsize = vertices.BYTES_PER_ELEMENT;
                gl.vertexAttribPointer(a_Position, 2, gl.FLOAT, false, fsize * 6, 0)
                gl.enableVertexAttribArray(a_Position)
                gl.vertexAttribPointer(a_PointSize, 1, gl.FLOAT, false, fsize * 6, fsize * 2)
                gl.enableVertexAttribArray(a_PointSize)
                gl.vertexAttribPointer(a_Color, 3, gl.FLOAT, false, fsize * 6, fsize * 3)
                gl.enableVertexAttribArray(a_Color)
                return n
            }
        </script>
    </html>
    
    • 图形装配过程
      将孤立的坐标装配成几何图形,几个图形的类型由 gl.drawArrays()函数的第一个参数决定
    • 光栅化过程
      将装配好的几何图形转化为片元(像素)
    结合上述代码理解下图形装配过程以及关栅化过程
    • 执行顶点着色器,在缓冲区对象的第一个顶点坐标被传递给attribute 变量 a_Position, 一旦一个顶点的坐标赋值个 a_Position,它就进入了图形装配区域
    • 再次指定顶点着色器和上面一步相似
    • 在次指定顶点着色器,将第三个坐标传入装配区,现在顶点着色器指定完毕,3 个顶点已经在装配区了
    • 开始装配图形,使用传入的坐标.网元装配完成
    • 装配好了之后将装配好的网元转化成片元,完成光栅化过程.
    • 光栅化过程结束后,程序就开始逐片元调用片元着色器,对于每个片元,片元着色器计算出该片元的最终颜色,并写入到颜色缓冲区,全部片元执行完毕,浏览器才会显示最终的结果

    gl_FragCoord

    片元着色器中存在内置变量 gl_FragCoord, 标识在指定片元着色器的时候,当前片元在 canvas 上面的位置

    varying 变量的作用和内插过程

    varying 变量变量发现在顶点着色器执行完毕之后,顶点着色器的 varying 变量会直接内嵌到片元着色器中.

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