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  • WebGL学习笔记(一)

    绘制二维图形(2D图形)

    经过一下三个步骤

    1. 获取元素;
    2. 向该元素强求二维图形的“绘图上下文”;
    3. 在绘图上下文上调用相应的绘图函数,以绘制二维图形;

    简单js程序代码

    //DrawRectangle.js
    function(){
        //获取<canvas>元素
        var canvas = document.getElementById('example');//example是在html文件中定义的canvas元素的id;
        if(!canvas){
            console.log('Failed to review the <canvas> element');
            return;
        }
        
        //获取绘制二维图形的绘图上下文
        var ctx = canvas.getContext('2d');
        
        //绘制蓝色矩形
        ctx.fillSyle = 'rgba(0,0,255,1.0)';//设置填充颜色为蓝色,r:红;g:绿;b:蓝;a:透明度;
        ctx.fillRect(120,10,150,150);//使用填充颜色填充矩形
    }
    

    简单html文件代码

    <!DOCTYPE html>
    <html lang="en">
    <head>
     <meta charset="utf-8" />
     <title>Clear canvas</title>
    </head>
    
    <body onload="main()">
     <canvas id="webgl" width="400" height="400">
     Please use the browser supporting "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="HelloCanvas.js"></script>
    </body>
    </html>
    
    

    其中onload="main()"表示在body执行结束之后执行main()函数,而main()函数在HelloCanvas文件中,因此这也是进入HelloCanvas文件的入口;

    绘制实例(一个点)

    和之前的以RGB的形式指定WebGL的背景色不一样,这里不能直接使用先指定绘图颜色再绘制的方式。WebGL依赖于一种新的方式成为着色器的绘图机制。

    着色器分为以下两种:

    1. 顶点着色器

    var VSHADER_SOURCE=
        'void main() {
    ' +
        'gl_Position = vec4(0.0,0.0,0.0,1.0);
    ' +//设置坐标
        'gl_PointSize = 10.0;
    ' +//设置尺寸
        '}
    ';
    
    1. gl_position变量必须被赋值,且其数据类型是float型。gl_PointSize并不是必须的,若不赋值,着色器就会为其取默认值1.0。
    2. vec4表示的是齐次坐标。(x,y,z,w):x y z表示点的位置坐标,w为0时表示向量,w为1时表示点;

    2. 片元着色器

    var FSHADER_SOURCE=
        'void main() {
    ' +
        'gl_FragColor = vec4(1.0,0.0,0.0,1.0);
    ' +//设置颜色
        '}
    ';
    
    1. 片元就类似于屏幕上的一个像素(严格说其包括像素的位置、颜色和其他信息)
    2. gl_FragColor变量是片元着色器唯一的内置变量,控制着像素在屏幕上的最终颜色。

    在代码中,着色器程序是以字符串的形式“嵌入”在javascript文件中,在程序真正开始运行前它就已经设置好了。

    初始化着色器

    重要: WebGL程序包括运行在浏览器中的JavaScript和运行在WebGL系统的着色器程序这两个部分。

    绘制操作

    1. 使用gl.drawArrays(gl.POINTS,0,1);来绘制各种图形
    2. 参数:mode-绘制方式(有gl.POINTS,gl.LINES,gl.TRIANGLES,gl.LINE_LOOP等等),first-指定从哪个顶点开始绘制(整数型),count-指定绘制需要用到多少个顶点(整数型)
    3. 程序调用gl.drawArray()时,着色器将被执行count次,每次处理一个顶点。一旦顶点着色器执行完后,片元着色器就会开始执行。

    程序的执行流程

    1. 浏览器
    2. 执行加载js程序
    3. 执行WebGL的相关方法(顶点着色器、片元着色器,分别逐顶点、逐片元操作)
    4. 渲染到颜色缓冲区->显示在浏览器上。

    main()函数的执行流程

    1. 获取元素
    2. 获取WebGL绘图上下文
    3. 初始化着色器(顶点、片元)
    4. 设置背景色
    5. 清除(通过前面设置的背景色进行填充实现)
    6. 绘图

    将位置信息从js程序中传给顶点着色器

    1. 使用attribute变量:传输的是那些与顶点相关的数据

    2. 使用uniform变量:传输的是那些对于所有顶点都相同的数据

    使用attribute变量

    1. 在顶点着色器中,声明attribute变量;

      var VSHADER_SOURCE=
          'attribute vec4 a_Position;
      ' +
          'void main() {
      ' +
          'gl_Position = a_Position;
      ' +//设置坐标
          'gl_PointSize = 10.0;
      ' +//设置尺寸
          '}
      ';
      

      attribute:存储限定符;

      vec4:类型(数组)

      a_Position:变量名

    2. 将attribute变量赋值给gl_Position变量;

      //获取attribute变量的存储位置
      var a_Position = gl.getAttributeLocation(gl.program,'a_Position');
      if(a_Position < 0) {
       console.log('Failed to get the storage location of a_Position');
       return;
      }
      

      gl.program:程序对象(包括顶点着色器好片元着色器)

      a_Position:想要获取处处地址的attribute变量的名称

    3. 向attribute变量传输数据;

      //将顶点位置传输给attribute变量
      gl.vertexAttrib3f(a_Position,0.0,0.0,0.0);
      

      a_Position:attribute变量的存储地址

      后三个参数:x、y、z坐标值

      省略了w透明度分量,函数会默认将第四个分量设置为1.0。

    使用uniform变量

    改变点的颜色可以使用uniform变量实现

    1. 在片元着色器中准备uniform变量;

      var FSHADER_SOURCE=
      'precision mediump float;
      ' +
      'uniform vec4 u_FragColor;
      ' +//uniform变量
      'void main() {
      ' +
      'gl_FragColor = vec4(1.0,0.0,0.0,1.0);
      ' +//设置颜色
      '}
      ';
      
    2. 用这个uniform变量想gl_FragColor赋值;

      //获取attribute变量的存储位置
      var u_FragColor = gl.getUniformLocation(gl.program,'u_FragColor');
      if(u_FragColor < 0) {
      console.log('Failed to get the storage location of u_FragColor');
      return;
      }
      
    3. 将颜色数据从javascript传给uniform变量;

      gl.uniform4f(u_FragColor,rgba[0],rgba[1],rgba[2],rgba[3]);
      

    响应鼠标点击事件动态画点

    1. 在main()函数里面注册鼠标点击事件相应函数(匿名函数)。
    //注册鼠标点击事件响应函数
    canvas.onmousedown = function(ev) { click(ev,gl,canvas,a_Position); };
    
    1. click函数完成了什么

      1. 获取鼠标点击的位置并存储在一个数组中;
      2. 清空
      3. 格局数组的每个元素,在响应的位置绘制点;
    2. 不能直接使用鼠标点击位置原因

      1. 鼠标点击位置是在“浏览器客户区”中的坐标,而不是在中的坐标。

      1. 的坐标系统和WebGL的坐标系统,其原点位置和Y轴的正方向都不一样。

      将坐标从浏览器客户区坐标系下转换到canvas坐标系下

      var x = ev.clientX;
      var y = ev.clientY;
      var rect = ev.target.getBoundingClientRect();
      

      将坐标从canvas坐标系下转换到WebGL下

      x = ((x - rect.left) - canvas.width/2)/(canvas.width/2);//<canvas>的中心点坐标是(canvas.height/2, canvas.width/2);
      
      y = (canvas.height/2 - (y - rect.top))/(canvas.height/2);
      
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/heihuifei/p/9929054.html
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