WebGL简易教程(三)：绘制一个三角形(缓冲区对象)
1. 概述
在上一篇教程《WebGL简易教程(二)：向着色器传输数据》中，通过向着色器(shader)传输数据，改变了绘制点的大小和颜色。之前的例子只能绘制一个点，如果需要绘制如三角形、矩形或者立方体等稍微复杂的图形，需要怎么做呢？这个时候就需要一种很方便的机制——缓冲区对象（buffer object）。
我们知道，OpenGL/WebGL进行图形工作，需要访问显存的数据。而像C或者JS这样的编程语言去申请数据，总是保存在内存中——也就是说，需要把内存中的数据传输到显存，OpenGL/WebGL才能进行绘制。数据的申请、传输、释放是一种IO操作，对IO操作而言，分段的、多次的读写操作的效率总是比不上一次总体的读写操作。缓冲区对象正是用来解决这两个问题的：我们可以一次性向缓冲区对象填充大量的顶点数据，供顶点着色器使用。
这里就通过绘制一个三角形的实例，来讲解缓冲区对象的使用。一般来说，任何三维模型的基本单位就是三角形，会绘制三角形就能绘制任意复杂的图形。
2. 示例：绘制三角形
同之前的例子一样，绘制三角形的实例包含HTML和JavaScript两个部分。
1) HelloTriangle.html
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="utf-8" />
<title>Hello Triangle</title>
</head>
<body onload="main()">
<canvas id="webgl" width="400" height="400">
Please use a browser that supports "canvas"
</canvas>
<script src="../lib/webgl-utils.js"></script>
<script src="../lib/webgl-debug.js"></script>
<script src="../lib/cuon-utils.js"></script>
<script src="HelloTriangle.js"></script>
</body>
</html>
这段HTML代码与之前的例子相比几乎没有改动，引入了需要webgl组件和主要的绘制代码HelloTriangle.js。没有特别改动的话，以后的html代码就不再介绍。
2) HelloTriangle.js
// 顶点着色器程序
var VSHADER_SOURCE =
'attribute vec4 a_Position;\n' + // attribute variable
'void main() {\n' +
' gl_Position = a_Position;\n' + // Set the vertex coordinates of the point
'}\n';
// 片元着色器程序
var FSHADER_SOURCE =
'precision mediump float;\n' +
'uniform vec4 u_FragColor;\n' + // uniform変数
'void main() {\n' +
' gl_FragColor = vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0);\n' +
'}\n';
function main() {
// 获取 <canvas> 元素
var canvas = document.getElementById('webgl');
// 获取WebGL渲染上下文
var gl = getWebGLContext(canvas);
if (!gl) {
console.log('Failed to get the rendering context for WebGL');
return;
}
// 初始化着色器
if (!initShaders(gl, VSHADER_SOURCE, FSHADER_SOURCE)) {
console.log('Failed to intialize shaders.');
return;
}
// 设置顶点位置
var n = initVertexBuffers(gl);
if (n < 0) {
console.log('Failed to set the positions of the vertices');
return;
}
// 指定清空<canvas>的颜色
gl.clearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);
// 清空<canvas>
gl.clear(gl.COLOR_BUFFER_BIT);
// 绘制三角形
gl.drawArrays(gl.TRIANGLES, 0, 3);
}
function initVertexBuffers(gl) {
var vertices = new Float32Array([
0, 0.5, -0.5, -0.5, 0.5, -0.5
]);
var n = 3; // 点的个数
// 创建缓冲区对象
var vertexBuffer = gl.createBuffer();
if (!vertexBuffer) {
console.log('Failed to create the buffer object');
return -1;
}
// 将缓冲区对象绑定到目标
gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, vertexBuffer);
// 向缓冲区对象写入数据
gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, vertices, gl.STATIC_DRAW);
var a_Position = gl.getAttribLocation(gl.program, 'a_Position');
if (a_Position < 0) {
console.log('Failed to get the storage location of a_Position');
return -1;
}
// 将缓冲区对象分配给a_Position变量
gl.vertexAttribPointer(a_Position, 2, gl.FLOAT, false, 0, 0);
// 连接a_Position变量与分配给它的缓冲区对象
gl.enableVertexAttribArray(a_Position);
return n;
}
与之前的绘制JS代码相比，着色器等大部分内容都没有变化，最主要的变化是不再通过 gl.vertexAttrib3f()函数向着色器传递数据，取而代之的是自定义了一个初始化顶点位置函数initVertexBuffers()。在这个函数中，正是通过缓冲区对象向着色器传递数据的。
3) 缓冲区对象
在函数initVertexBuffers()中，可以看到首先初始化了一个JavaScript数组（Float32Array是WebGL引入的特殊的类型化数组，能够保存大量同一种类型的元素）,它就是缓冲区需要写入的数据：
var vertices = new Float32Array([
0, 0.5, -0.5, -0.5, 0.5, -0.5
]);
这个数据通过缓冲区对象传入顶点着色器，需要如下五个步骤：
(1) 创建缓冲区对象(gl.createBuffer())
// 创建缓冲区对象
var vertexBuffer = gl.createBuffer();
if (!vertexBuffer) {
console.log('Failed to create the buffer object');
return -1;
}
WebGL通过gl.createBuffer()来创建缓冲区对象，它告诉WebGL系统，开辟显存空间接受内存传输过来的数据。其函数的具体说明如下：
(2) 绑定缓冲区对象(gl.bindBuffer())
// 将缓冲区对象绑定到目标
gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, vertexBuffer);
由于缓冲区对象可能有多种用途，创建缓冲区之后还需要将其绑定到不同目标上，参数gl.ARRAY_BUFFER表示缓冲区对象存储的是关于顶点的数据。其绑定函数gl.bindBuffer()的具体说明如下：
(3) 将数据写入缓冲区对象(gl.bufferData())
// 向缓冲区对象写入数据
gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, vertices, gl.STATIC_DRAW);
这段代码的意思是将数组vertices中的数据传输到目标gl.ARRAY_BUFFER上的缓冲区对象。其函数的具体说明如下：
(4) 将缓冲区对象分配给attribute变量(gl.vertexAttribPointer())
var a_Position = gl.getAttribLocation(gl.program, 'a_Position');
if (a_Position < 0) {
console.log('Failed to get the storage location of a_Position');
return -1;
}
// 将缓冲区对象分配给a_Position变量
gl.vertexAttribPointer(a_Position, 2, gl.FLOAT, false, 0, 0);
正如《WebGL简易教程(二)：向着色器传输数据》介绍的，通过函数getAttribLocation()获取顶点着色器的attribute变量a_Position的地址。不同的是，这里用过函数gl.vertexAttribPointer()，将整个缓冲区对象，也就是顶点数据，一次性分配给attribute变量a_Position。其函数的具体说明如下：
(5) 开启attribute变量(gl.enableVertexAttribArray())
// 连接a_Position变量与分配给它的缓冲区对象
gl.enableVertexAttribArray(a_Position);
最后一步就非常简单了，开启attribute变量，建立缓冲区与attribute变量的连接。其函数说明如下：
通过以上五个步骤，着色器就可以根据缓冲区对象的数据进行正确的绘制了。其示意图如下：
4) 基本图形绘制
与前两篇教程中绘制点不同，这里绘制的是一个三角形：
// 绘制三角形
gl.drawArrays(gl.TRIANGLES, 0, 3);
可以看到这里同样是用的函数gl.drawArrays()进行绘制的，其具体的函数说明如下：
第二个参数和第三个参数非常简单，表示从哪个顶点数据绘制到哪个顶点数据。例如这里绘制三角形表示从第1个点绘制到第3个点。
第一个参数则非常强大，表示可以绘制的7种基本图形：
基本示意图如下：
3. 结果
用浏览器打开HelloTriangle.html，可以看到绘制了一个红色的三角形，显示效果如下所示：
4. 参考
本来部分代码和插图来自《WebGL编程指南》。
WebGL简易教程(三)：绘制一个三角形(缓冲区对象)的更多相关文章
- OpenTK教程-2绘制一个三角形（正确的方法）
上一个教程向我们展示了如何在屏幕上画一个三角形.但是,我说过,那是一种古老的方式,即使它能够正常运行,但是现在这已经不是"正确"的方式.上篇文章中我们将几何发送到GPU的方式是所谓 ...
- OpenTK教程-2绘制一个三角形（正确的方式）
上一个教程向我们展示了如何在屏幕上画一个三角形.但是,我说过,那是一种古老的方式,即使它能够正常运行,但是现在这已经不是"正确"的方式.上篇文章中我们将几何发送到GPU的方式是所谓 ...
- OpenTK教程-1绘制一个三角形
OpenTK的官方文档是真心的少,他们把怎么去安装OpenTK说的很清楚,但是也就仅限于此,这有一篇learn opentk in 15的教程(链接已经失效,译者注),但是并不完美.你可以在15分钟内 ...
- WebGL简易教程(四)：颜色
目录 1. 概述 2. 示例:绘制三角形 1) 数据的组织 2) varying变量 3. 结果 4. 理解 1) 图形装配和光栅化 2) 内插过程 5. 参考 1. 概述 在上一篇教程<Web ...
- WebGL简易教程(十三)：帧缓存对象(离屏渲染)
目录 1. 概述 2. 示例 2.1. 着色器部分 2.2. 初始化/准备工作 2.2.1. 着色器切换 2.2.2. 帧缓冲区 2.3. 绘制函数 2.3.1. 初始化顶点数组 2.3.2. 传递非 ...
- WebGL简易教程——目录
目录 1. 绪论 2. 目录 3. 资源 1. 绪论 最近研究WebGL,看了<WebGL编程指南>这本书,结合自己的专业知识写的一系列教程.之前在看OpenGL/WebGL的时候总是感觉 ...
- WebGL简易教程(十五)：加载gltf模型
目录 1. 概述 2. 实例 2.1. 数据 2.2. 程序 2.2.1. 文件读取 2.2.2. glTF格式解析 2.2.3. 初始化顶点缓冲区 2.2.4. 其他 3. 结果 4. 参考 5. ...
- WebGL简易教程(七)：绘制一个矩形体
目录 1. 概述 2. 示例 2.1. 顶点索引绘制 2.2. MVP矩阵设置 2.2.1. 模型矩阵 2.2.2. 投影矩阵 2.2.3. 视图矩阵 2.2.4. MVP矩阵 3. 结果 4. 参考 ...
- WebGL简易教程(九)：综合实例：地形的绘制
目录 1. 概述 2. 实例 2.1. TerrainViewer.html 2.2. TerrainViewer.js 3. 结果 4. 参考 1. 概述 在上一篇教程<WebGL简易教程(八 ...
随机推荐
- Python秒算24点，行还是不行？
周末闲来无事,看到隔壁家的老王在和隔壁家的媳妇玩24点,就进屋看了看.发现老王是真不行啊,那不行,这也不行. 就连个24点都玩不过他媳妇,给他媳妇气的,啥都不能满足,这不能,那也不能. 我坐下来和他媳 ...
- python传递参数
1.脚本 # -*- coding: utf-8 -*- from sys import argvscript, first,second = argv #将命令中输入的参数解包后传递给左边 age ...
- codeforces 327 A Ciel and Dancing
题目链接 给你一串只有0和1的数字,然后对某一区间的数翻转1次(0变1 1变0),只翻转一次而且不能不翻转,然后让你计算最多可能出现多少个1. 这里要注意很多细节 比如全为1,要求必须翻转,这时候我们 ...
- 关于 '<a[^>]+href=["\'](.*?)["\']' 的解释
'<a[^>]+href=["\'](.*?)["\']' [] 表示匹配其中的任意字符 ^> 表示除了 > 的字符 ["\'] 表示" ...
- 在表格中添加text便加框
private void createTableText(Table table) { TableEditor editor = new TableEditor(table); for (int i ...
- Zabbix在 windows下监控网卡
1.zabbix自定义监控Windows服务器的原理 Zabbix为Windows服务器的监控提供了PerfCounter(性能计数器)这个功能.Zabbix客户端通过PerfCounter获取Win ...
- drf之序列化
在django视图中使用serializer 只是使用serializer类编写API视图,没有用到REST框架 app01下的models.py from django.db import mode ...
- 简洁明了的Noip考场策略 / 平时做题也适用
1.选择策略: 评估的标准得分的难度不是AC的难度 2.思考问题: 怀疑的眼光审视自己 3.写代码前: 想想可不可以换一种代码实现会好写很多 把自己的思路再理一遍,可以写到纸上,记下来大致关键顺序 4 ...
- 让techempower帮你通讯服务框架的性能
在编写服务应用框架的时候一般都需要进行性能测试,但自己测试毕竟资源受限所以很难做更高性能上的测试.其实GitHub上有一个项目可以让开发人员提交自己的框架服务代码然后进行一个标准测试:现在已经有上百个 ...
- iOS的录屏功能
iOS的录屏功能其实没什么好说的,因为网上的教程很多,但是网上的Demo无一例外几乎都有一个bug,那就是iPad上会出现闪退,这也体现了国内的教程文档的一个特点,就是抄袭,教程几乎千篇一律,bug也 ...