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  WebGL - 绘制三角形

  • 简述

    在上一章（第 11 章）中，我们讨论了如何使用 WebGL 绘制三个点。在第 5 章中，我们通过示例应用程序演示了如何绘制三角形。在这两个示例中，我们仅使用顶点绘制图元。
    为了绘制更复杂的形状/网格，我们也将几何体的索引与顶点一起传递给着色器。在本章中，我们将看到如何使用索引绘制三角形。

  • 绘制三角形所需的步骤

    创建一个绘制三角形的 WebGL 应用程序需要以下步骤。
    第 1 步 - 准备画布并获取 WebGL 渲染上下文
    在此步骤中，我们使用getContext()获取 WebGL 渲染上下文对象。
    第 2 步 - 定义几何并将其存储在缓冲区对象中
    由于我们使用索引绘制三角形，因此我们必须传递三角形的三个顶点，包括索引，并将它们存储在缓冲区中。 
    
var vertices = [
   -0.5,0.5,0.0,
   -0.5,-0.5,0.0,
   0.5,-0.5,0.0, 
];
   
indices = [0,1,2];
    第 3 步 - 创建和编译着色器程序
    在这一步中，您需要编写顶点着色器和片段着色器程序，编译它们，并通过链接这两个程序来创建组合程序。
    • Vertex Shader - 在程序的顶点着色器中，我们定义 vector 属性来存储 3D 坐标并将其分配给gl_position。 
    
var vertCode =
   'attribute vec3 coordinates;' +
   
   'void main(void) {' +
      ' gl_Position = vec4(coordinates, 1.0);' +
   '}';
    • 片段着色器- 在片段着色器中，我们只需将片段颜色分配给gl_FragColor变量。 
    
var fragCode = 'void main(void) {' +
   ' gl_FragColor = vec4(1, 0.5, 0.0, 1);' +
'}';
    第 4 步 - 将着色器程序关联到缓冲区对象
    在这一步中，我们将缓冲区对象和着色器程序相关联。
    第 5 步 - 绘制所需对象
    由于我们使用索引绘制三角形，因此我们将使用drawElements(). 对于这个方法，我们必须传递索引的数量。indices.length的值表示索引的数量。 
    
gl.drawElements(gl.TRIANGLES, indices.length, gl.UNSIGNED_SHORT,0);

  • 例子——画一个三角形

    以下程序代码显示了如何使用索引在 WebGL 中绘制三角形 - 
    
<!doctype html>
<html>
   <body>
      <canvas width = "570" height = "570" id = "my_Canvas"></canvas>
      <script>
         /*============== Creating a canvas ====================*/
         var canvas = document.getElementById('my_Canvas');
         gl = canvas.getContext('experimental-webgl');
      
         /*======== Defining and storing the geometry ===========*/
         var vertices = [
            -0.5,0.5,0.0,
            -0.5,-0.5,0.0,
            0.5,-0.5,0.0, 
         ];
         
         indices = [0,1,2];
         
         // Create an empty buffer object to store vertex buffer
         var vertex_buffer = gl.createBuffer();
         // Bind appropriate array buffer to it
         gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, vertex_buffer);
         
         // Pass the vertex data to the buffer
         gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, new Float32Array(vertices), gl.STATIC_DRAW);
         // Unbind the buffer
         gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, null);
         // Create an empty buffer object to store Index buffer
         var Index_Buffer = gl.createBuffer();
         // Bind appropriate array buffer to it
         gl.bindBuffer(gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER, Index_Buffer);
         // Pass the vertex data to the buffer
         gl.bufferData(gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER, new Uint16Array(indices), gl.STATIC_DRAW);
         
         // Unbind the buffer
         gl.bindBuffer(gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER, null);
         /*================ Shaders ====================*/
         
         // Vertex shader source code
         var vertCode =
            'attribute vec3 coordinates;' +
            
            'void main(void) {' +
               ' gl_Position = vec4(coordinates, 1.0);' +
            '}';
            
         // Create a vertex shader object
         var vertShader = gl.createShader(gl.VERTEX_SHADER);
         // Attach vertex shader source code
         gl.shaderSource(vertShader, vertCode);
         // Compile the vertex shader
         gl.compileShader(vertShader);
         //fragment shader source code
         var fragCode =
            'void main(void) {' +
               ' gl_FragColor = vec4(0.0, 0.0, 0.0, 0.1);' +
            '}';
            
         // Create fragment shader object
         var fragShader = gl.createShader(gl.FRAGMENT_SHADER);
         // Attach fragment shader source code
         gl.shaderSource(fragShader, fragCode); 
         
         // Compile the fragmentt shader
         gl.compileShader(fragShader);
         // Create a shader program object to store
         // the combined shader program
         var shaderProgram = gl.createProgram();
         // Attach a vertex shader
         gl.attachShader(shaderProgram, vertShader);
         // Attach a fragment shader
         gl.attachShader(shaderProgram, fragShader);
         // Link both the programs
         gl.linkProgram(shaderProgram);
         // Use the combined shader program object
         gl.useProgram(shaderProgram);
         /*======= Associating shaders to buffer objects =======*/
         // Bind vertex buffer object
         gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, vertex_buffer);
         // Bind index buffer object
         gl.bindBuffer(gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER, Index_Buffer);
         
         // Get the attribute location
         var coord = gl.getAttribLocation(shaderProgram, "coordinates");
         // Point an attribute to the currently bound VBO
         gl.vertexAttribPointer(coord, 3, gl.FLOAT, false, 0, 0); 
         
         // Enable the attribute
         gl.enableVertexAttribArray(coord);
         /*=========Drawing the triangle===========*/
         // Clear the canvas
         gl.clearColor(0.5, 0.5, 0.5, 0.9);
         // Enable the depth test
         gl.enable(gl.DEPTH_TEST);
         // Clear the color buffer bit
         gl.clear(gl.COLOR_BUFFER_BIT);
         // Set the view port
         gl.viewport(0,0,canvas.width,canvas.height);
         // Draw the triangle
         gl.drawElements(gl.TRIANGLES, indices.length, gl.UNSIGNED_SHORT,0);
      </script>
    </body>
</html>
    如果运行此示例，它将产生以下输出 -
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