WebGL与动画实现 | 青训营笔记

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这是我参与第四届青训营笔记创作的第4天

WebGL与动画实现

初识WebGL

Why WebGL/Why GPU?

  • WebGL是什么?
  • GPU≠WebGL≠3D
  • WebGL为什么不像其他前端技术那么简单?

Modern Graphics System

  • 光栅(Raster):几乎所有的现代图形系统都是基于光栅来绘制图形的,光栅就是指构成图像的像素阵列。
  • 像素(Pixel):一个像素对应图像上的一个点,它通常保存图像上的某个具体位置的颜色等信息。
  • 帧缓存(Frame Buffer):在绘图过程中,像素信息被存放于帧缓存中,帧缓存是一块内存地址。
  • CPU(Central Processing Unit):中央处理单元,负责逻辑计算。
  • GPU(Graphics Processing Unit):图形处理单元,负责图形计算。
  1. 轮廓提取/meshing
  2. 光栅化
  3. 帧缓存
  4. 渲染

The Pipeline

Data→Processor→Frame buffer→Pixels

CPU vs GPU

  • GPU由大量的小运算单元构成
  • 每个运算单元只负责处理很简单的运算
  • 每个运算单元彼此独立
  • 因此所有计算可以并行处理

WebGL & OpenGL

web.eecs.umich.edu/~sugih/cour…

WebGL Startup

  1. 创建WebGL上下文
  2. 创建WebGL Program
  3. 将数据存入缓冲区
  4. 将缓冲区数据读取到GPU
  5. GPU执行WebGL程序,输出结果

Create WebGL Context

The Shaders

  1. Vertex Shader image.png
  2. Fragment Shader image.png

Create Program

Data to Frame Buffer

  • Axes
  • Typed Array image.png

image.png

Frame Buffer to GPU

Output

image.png

WebGL

Mesh.js

  • 2D
  • mesh.js

Polygons

  • Polygons
  • Triangulations

Draw Polygon with 2D Triangulations

使用Earcut进行三角剖分 image.png

Transforms

  • 平移
  • 旋转
  • 缩放 旋转+缩放是线性变换

Apply Transforms

3D Matrix

3D标准模型的四个齐次矩阵(mat4)

  1. 投影矩阵 Projection Matrix
  2. 模型矩阵 Model Matrix
  3. 视图矩阵 View Matrix
  4. 法向量矩阵 Normal Matrix