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webgl如何绘制一个矩形

绘制矩形的方式多种多样。以下是我总结的5中绘制方式。矩形的绘制是在三角形的基础上进行绘制的。所以代码没有多大改动,唯一的区别在于构造数据时,需要的顶点个数不同。

  • 顶点着色器代码
<script id="vertexShader" type="x-shader/x-vertex">
//attribute声明vec3类型变量apos
attribute vec3 apos;
void main() {
    //顶点坐标apos赋值给内置变量gl_Position
    //逐顶点处理数据
    gl_Position = vec4(apos,1.0);
}
</script>
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  • 片元着色器代码
<script id="fragmentShader" type="x-shader/x-fragment">
void main() {
    // 逐片元处理数据,所有片元(像素)设置为红色
    gl_FragColor = vec4(1.0,0.0,0.0,1.0);
}
</script>
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  • javascript代码部分
    • WebGL上下文的获取
    function init() {
    	 const canvas = document.getElementById('webgl');
        const gl = canvas.getContext('webgl');
        //创建着色器程序
        const program = initShader(gl);
        const count= assignValue(gl,program);
        render(gl,count);
    }
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    • 声明初始化着色器函数
    function initShader(gl) {
         //顶点着色器源码
        const vertexShaderSource = document.getElementById('vertexShader').innerText;
        //片元着色器源码
        const fragmentShaderSource = document.getElementById('fragmentShader').innerText;
    	const vertexShader = gl.createShader(gl.VERTEX_SHADER);
    	const fragmentShader = gl.createShader(gl.FRAGMENT_SHADER);
    	gl.shaderSource(vertexShader, vertexShaderSource);
    	gl.shaderSource(fragmentShader, fragmentShaderSource);
    	gl.compileShader(vertexShader);
    	gl.compileShader(fragmentShader);
    	var program = gl.createProgram();
    	gl.attachShader(program, vertexShader);
    	gl.attachShader(program, fragmentShader);
    	gl.linkProgram(program);
    	gl.useProgram(program);
    	return program;
    }
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    • 着色器代码变量赋值
    // 定义组成矩形的4个三角形,共计6个顶点,左边三角形V0->V1->V2;下边三角形 V0->V4->V1;右边三角形 V0->V3->V4;上边三角形 V0->V4-V1 。
            const positions = new Float32Array([
                //V0
                -0.5, 0.5, 1.0, 1.0, 0.0, 1.0,
                //V1
                0.5, 0.5, 1.0, 0.0, 0.0, 1.0,
                //V2
                0.5, -0.5, 1.0, 1.0, 0.0, 1.0,
                //V3
                -0.5, 0.5, 1.0, 0.0, 0.0, 1.0,
                //V4
                0.5, -0.5, 0.0, 0.0, 1.0, 1.0,
                //V5
                -0.5, -0.5, 0.0, 1.0, 0.0, 1.0,
            ]);
    
            const a_Position = gl.getAttribLocation(program, 'a_Position');
            const a_Color = gl.getAttribLocation(program, 'a_Color');
    
            gl.enableVertexAttribArray(a_Position);
            gl.enableVertexAttribArray(a_Color);
            // 创建缓冲区
            let buffer = gl.createBuffer();
            // 绑定缓冲区为当前缓冲
            gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, buffer);
            // 设置 a_Position 属性从缓冲区读取数据方式
            gl.vertexAttribPointer(a_Position, 2, gl.FLOAT, false, 24, 0);
            // 设置 a_Color 属性从缓冲区读取数据方式
            gl.vertexAttribPointer(a_Color, 4, gl.FLOAT, false, 24, 8);
            // 向缓冲区传递数据
            gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, positions, gl.STATIC_DRAW);
            return positions.length / 6;
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    • WebGL渲染函数
    function render(program, gl) {
    	//获取顶点着色器的位置变量apos,即aposLocation指向apos变量。
    	const aposLocation = gl.getAttribLocation(program, "apos");
    	//类型数组构造函数Float32Array创建顶点数组
    	const data = new Float32Array([
    		-0.5,0.5,0.0,
    		0.5,0.5,0.0,
    		0.5,-0.5,0.0,
    		-0.5,0.5,0.0,
    		0.5,-0.5,0.0,
    		-0.5,-0.5,0.0,
    	]);
    	//创建缓冲区对象
    	const buffer = gl.createBuffer();
    	//绑定缓冲区对象,激活buffer
    	gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, buffer);
    	//顶点数组data数据传入缓冲区
    	gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, data, gl.STATIC_DRAW);
    	//允许数据传递
    	gl.enableVertexAttribArray(aposLocation);
    	//缓冲区中的数据按照一定的规律传递给位置变量apos
    	gl.vertexAttribPointer(aposLocation, 3, gl.FLOAT, false, 0, 0);
    	//设置画布的颜色
    	gl.clearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.3);
    	gl.clear(gl.COLOR_BUFFER_BIT);
    	//开始绘制图形  data.length/3表示顶顶数据的个数
    	gl.drawArrays(gl.TRIANGLES, 0, data.length/3);
    }
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下面这几种绘制矩形的方式主要的不同在于数据构造绘制方式上。

1、常规方式

  • 数据构造
// 定义组成矩形的4个三角形,共计6个顶点
let positions = new Float32Array([
    //V0
    -0.5, 0.5, 1.0, 1.0, 0.0, 1.0,
    //V1
    0.5, 0.5, 1.0, 0.0, 0.0, 1.0,
    //V2
    0.5, -0.5, 1.0, 1.0, 0.0, 1.0,
    //V3
    -0.5, 0.5, 1.0, 0.0, 0.0, 1.0,
    //V4
    0.5, -0.5, 0.0, 0.0, 1.0, 1.0,
    //V5
    -0.5, -0.5, 0.0, 1.0, 0.0, 1.0,
]);
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  • 绘制方式
//开始绘制图形  data.length/3表示顶顶数据的个数
gl.drawArrays(gl.TRIANGLES, 0, data.length/3);
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效果图如下:

暂无图片

2、三角形扇

这种绘制方式,绘制三角形时,绘制下一个三角形的前两个顶点,第一个顶点是确定的就三角形的第一个顶点,第二个顶点为上一个三角形的最后一个顶点。

  • 数据构造
// 定义组成矩形的4个三角形,共计6个顶点
let positions = new Float32Array([
    //V0
    -0.5, 0.5, 1.0, 1.0, 0.0, 1.0,
    //V1
    0.5, 0.5, 1.0, 0.0, 0.0, 1.0,
    //V2
    0.5, -0.5, 1.0, 1.0, 0.0, 1.0,
    //V3
    -0.5, -0.5, 0.0, 1.0, 0.0, 1.0,
]);
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  • 绘制方式
//开始绘制图形  data.length/3表示顶顶数据的个数
gl.drawArrays(gl.TRIANGLE_FAN, 0, data.length/3);
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效果图如下:

暂无数据

3、三角形带

这种绘制方式,绘制三角形时,绘制下一个三角形的前两个顶点为上一个三角形的后两个顶点。

  • 数据构造
// 定义组成矩形的4个三角形,共计6个顶点
const positions = new Float32Array([
    //V0
    0.5, 0.5, 1.0, 0.0, 0.0, 1.0,
    //V1
    -0.5, 0.5, 1.0, 1.0, 0.0, 1.0,
    //V2
    0.5, -0.5, 1.0, 1.0, 0.0, 1.0,
    //V3
    -0.5, -0.5, 0.0, 1.0, 0.0, 1.0,
]);
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  • 绘制方式
//绘制方法 每一行6个数据
gl.drawArrays(gl.TRIANGLE_STRIP, 0, positions.length / 6);
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效果图如下:

暂无图片

4、闭合线段

  • 数据构造
// 定义组成矩形的4个顶点
const positions = new Float32Array([
    //V0
    0.5, 0.5, 1.0, 0.0, 0.0, 1.0,
    //V1
    -0.5, 0.5, 1.0, 1.0, 0.0, 1.0,
    //V2
    -0.5, -0.5, 0.0, 1.0, 0.0, 1.0,
    //V3
    0.5, -0.5, 1.0, 1.0, 0.0, 1.0,
]);
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  • 绘制方式
//绘制方法 每一行6个数据
gl.drawArrays(gl.LINE_LOOP, 0, positions.length/6);
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5、顶点索引

顶点索引跟上面的区别在于缓冲区数据的构造及渲染方式不一样。

  • 数据构造
//缓冲区的创建
function assignValue(gl, program) {
    // 定义组成矩形的4个三角形,共计6个顶点
    const positions = new Float32Array([
        //V0
        -0.5, 0.5, 1.0, 1.0, 0.0, 1.0,
        //V1
        0.5, 0.5, 1.0, 0.0, 0.0, 1.0,
        //V2
        0.5, -0.5, 1.0, 1.0, 0.0, 1.0,
        //v3
        -0.5, -0.5, 0.0, 1.0, 0.0, 1.0,
    ]);
    
    //创建顶点缓冲区对象
    let vertexBuffer = gl.createBuffer();
    gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, vertexBuffer);
    gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, positions, gl.STATIC_DRAW);
    const indexes = new Uint8Array([0, 1, 2, 0, 2, 3]);
    //创建索引缓冲区对象
    var indexesBuffer = gl.createBuffer();
    //绑定缓冲区对象
    gl.bindBuffer(gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER, indexesBuffer);
    //索引数组indexes数据传入缓冲区
    gl.bufferData(gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER, indexes, gl.STATIC_DRAW);
    let a_Position = gl.getAttribLocation(program, 'a_Position');
    let a_Color = gl.getAttribLocation(program, 'a_Color');
    gl.enableVertexAttribArray(a_Position);
    gl.enableVertexAttribArray(a_Color);

    // 设置 a_Position 属性从缓冲区读取数据方式
    gl.vertexAttribPointer(a_Position, 2, gl.FLOAT, false, 24, 0);
    // 设置 a_Color 属性从缓冲区读取数据方式
    gl.vertexAttribPointer(a_Color, 4, gl.FLOAT, false, 24, 8);
    return indexes.length;
}
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  • 绘制方式
//绘制方式 这个count表示 i索引数据的个数 count=indexes.length
gl.drawElements(gl.TRIANGLES, count, gl.UNSIGNED_BYTE, 0);
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效果图如下:

暂无图片

参考

WebGL零基础入门教程(郭隆邦);
WebGL 入门与实践
WebGL官方文档

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