「WebGL | 青训营笔记]

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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

image.png

  • 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:

  1. 创建WebGL上下文(canvas对象)
  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

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:

  1. 投影矩阵
  2. 模型矩阵
  3. 视图矩阵
  4. 法向量矩阵

基本图元:

  • 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:

image.png

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。