WebGL 月影带练 | 青训营笔记

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分享要点

WebGL是什么

GPU ≠ WebGL ≠ 3D

光栅:几乎所有的现代图形系统都是基于光栅来绘制图形的,光栅就是构成图像的像素阵列

像素:一个像素对应图像上的一个点,通常保存图像上某个具体位置的颜色等信息

帧缓存:绘图过程中,像素信息被存放于帧缓存中

CPU:中央处理,单元负责逻辑计算

GPU:图形处理单元负责图形计算

WebGL全称是Web Graphics Library,是一种3D绘图协议,但是WebGL通过增加OpenGL ES 2.0的一个JavaScript绑定,可以为HTML5 Canvas提供硬件3D加速渲染,减去了开发网页专用渲染插件的麻烦,还可以创建复杂3D结构的网站页面和用来设计3D网页游戏等等。

选择GPU的原因:处理好点阵信息,用简单运算处理,不用复杂运算(CPU)

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。

WebGL主要应用

WebGL完美地解决了现有的Web交互式三维动画的两个问题:

通过HTML脚本本身实现Web交互式三维动画的制作,WebGL无需任何浏览器插件支持;

WebGL利用底层的图形硬件可以加速进行图形渲染。

两个重要着色器

Vertex Shader:顶点着色器,主要负责顶点的几何关系等的运算 Fragment Shader:片源着色器,负责片源颜色等的计算

图像基本概念

图像分辨率:用于确定组成一幅图像的像素数据,就是指在水平和垂直方向上图像所具有的像素个数。

图像深度:图像深度是指存储每个像素所需要的比特数。图像深度决定了图像的每个像素可能的颜色值,或可能的灰度级数。

视频基本概念

分辨率:每个帧的图像分辨率

帧率:视频单位时间内包含的视频帧的数量

码率:就是指视频单位时间内传输的数据量,一般我们用kbps来表示,即千位每秒

CPU vs GPU

CPU:由数百万个晶体管组成,有多个处理内核,被称为计算机的大脑,是所有现代计算系统必不可缺的组成部分,主要执行计算机和操作系统所需要的命令和流程。

GPU:由大量的小运算单元构成,每个运算单元只负责处理简单的计算,由于每一个单元都是独立的,所以所有计算都可以并行处理。

两个都是基本的计算引擎,GPU适合用在处理从串行计算到数据库运行这种一系列广泛的工作中,而GPU则更适合用在图像处理和游戏中。

3D标准模型的四个齐次矩阵:

投影矩阵 Projection Matrix

模型矩阵 Model Matrix

视图矩阵 View Matrix

法向量矩阵 Normal Matrix

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。