这是我参与「第五届青训营 」笔记创作活动的第15天
WebGL是什么?
GPU ≠ WebGL ≠ 计算机图形学
- 光栅:将多边形拆成不同的像素,最终实现将图像绘制在屏幕上
- 像素:控制每个点的颜色
- 帧缓存:绘图过程中,像素信息被存放于帧缓存中
- CPU:负责逻辑计算
- GPU:负责图形计算
- 轮廓提取
- 光栅化
- 帧缓存
- 渲染
GPU由大量小运算单元构成,每个单元只负责处理很简单的运算,可以并行处理。
WebGL绘图流程:
- 创建WebGL上下文(canvas对象)
- 创建WebGL Program
- 将数据存入缓冲区
- 将缓冲区数据读取到GPU
- GPU执行WebGL程序,输出结果
着色器: 通过GLSL编写,输入顶点信息,输出每个像素的坐标和颜色。可分为顶点着色器,片段着色器。 网格化、贴图。
Transform:线性变化 矩阵乘法
- 平移
- 旋转
- 缩放
值得注意的是,虽然webGL与canvas2d都可以暴露在canvas元素中,但webGL的坐标系是以画布中心为坐标原点的坐标系而非canvas2d那种以左上角为原点的坐标系。
3D标准模型的四个齐次矩阵:
- 投影矩阵
- 模型矩阵
- 视图矩阵
- 法向量矩阵
基本图元:
- 点
- 线
- 三角
任意的多边形都可以由三角形组成:三角剖分。
GLSL
距离场构图法,最核心的思路是要定义一个形状的距离场,通俗来说,就是定义整个画布空间中每个像素点的距离值。
要计算点到任意直线的距离。
最简单的办法是用向量来计算,我们用两点A、B来确定一条直线AB,那么任意一点P到直线AB的距离为:
对于线段的距离则采用直线距离或到两个点间较短的那条。
采样与曲线绘制
如果要绘制一条连续曲线,我们可以取相邻的三个点A、B、C采样,计算P点到这三个点构成的两条线段AB和AC的距离,取距离短的作为P到曲线的距离。