WebGL月影带练 | 青训营笔记

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这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 16 天。

本篇笔记是对今天青训营的录播课WebGL月影带练课程的归纳总结及个人感悟。

什么是WebGL?

  • WebGL(Web Graphics Library)是一种3D绘图协议,这种绘图技术标准允许把JavaScript和OpenGL ES 2.0结合在一起,通过增加OpenGL ES 2.0的一个JavaScript绑定,WebGL可以为HTML5 Canvas提供硬件3D加速渲染
  • 这样Web开发人员就可以借助系统显卡来在浏览器里更流畅地展示3D场景和模型了,还能创建复杂的导航和数据视觉化
  • WebGL技术标准免去了开发网页专用渲染插件的麻烦,可被用于创建具有复杂3D结构的网站页面,甚至可以用来设计3D网页游戏等等。

一, 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,关山就是指构成图形的像素阵列。
  • 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。

轮廓提取→CPU→光栅化→GPU→帧缓存→渲染到用户界面

  1. 轮廓提取/meshing
  2. 光栅化
  3. 帧缓存
  4. 渲染

二,The Pipeline

Data → Processor → Frame buffer → Pixels

三,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计算
  • 每个运算单元彼此独立
  • 因此所有计算可以并行处理

四,WebGL Startup

  • 创建WebGL上下文
  • 创建WebGL Program
  • 将数据存入缓存区
  • 将缓冲区数据读取到GPU
  • GPU执行WebGL程序、输出结果

过程一览

  • raw vertices & primitives
  • → vertex processor(programmable)
  • → transformed vertices & primitives
  • → rasterizer
  • → fragments
  • → fragment processor(programmable)
  • → processed fragments
  • → output merging
  • → pixels

五, Polygons

  • polygons:凸/凹多边形,复杂多边形
  • triangulations

六,3D 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