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 15 天

一、本堂课重点内容:

  • WebGL的概念
  • webGL的使用

二、详细知识点介绍:

WebGL的概念

WebGL是一种技术,与GPU、3D线缆有关

Modern Graphics System

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  • 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(Fame 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。
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  1. 轮廓提取/ meshing
  2. 光栅化
  3. 帧缓存
  4. 渲染

The Pipeline

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CPU vs GPU

CPU

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图像有许多像素点,绘制图片用CPU不合适

GPU

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  • 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

WebGL & OpenGL

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webGL的使用

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
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Create WebGL Context

const canvas = document.querySelector( 'canvas');
const gl = canvas. getContext('webgl');
function create3DContext( canvas,options) {
   const names = [ 'webgl''experimental-webgl ' , 'webkit-3d', 'moz-webgl'];
   if( options.webgl2 ) names.unshift( 'webgl2 ' );
   let context =null;
   for(let ii = 0; ii< names.length; ++ii) {
      try {
       context = canvas.getContext( names[ii], options );
       }catch (e) {
        // no-empty}
      if( context){
        break;
      }
   }
   return context;
}

The Shaders

  1. Vertex Shader
attribute vec2 position;
void main() {
  gl_Pointsize = 1.0 ;
  gl_Position = vec4( position,1.01.0 );
}

  1. Fragment Shader
precision mediump float;
void main() {
  gl_FragColor = vec4( 1.00.00.01.0 );
}

Create Program

const vertexShader = gl.createShader(gl.VERTEX_SHADER );
gl.shaderSource( vertexShader, vertex );
gl.compileShader( vertexShader );

const fragmentShader = gl.createShader(gl.FRAGMENT_SHADER);
gl.shaderSource( fragmentShader,fragment );
gl.compileShader( fragmentShader );

const program = gl.createProgram();
gl.attachShader( program,vertexShader);
gl.attachShader( program,fragmentShader);
gl.linkProgram( program );

gl.useProgram( program );

Data to Frame Buffer

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Frame Buffer to GPU

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Polygons

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Transforms

  • 平移
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  • 旋转
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  • 缩放
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  • 旋转+缩放是线性变换
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从线性变换到齐次矩阵

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

三、课后个人总结:

通过本章WebGL的学习,了解到webGL是前端学习的一个难点,我清楚了webGL的概念以及相关技术如3D线缆等,在这次WebGL的学习中难点是实现webGL程序;这次是入门WebGL,WebGL的学习内容还有许多。