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  WebGL - 示例应用程序

  • 简述

    我们已经讨论了 WebGL 的基础知识和 WebGL 管道（渲染图形应用程序所遵循的过程）。在本章中，我们将采用一个示例应用程序来使用 WebGL 创建一个三角形，并观察应用程序中遵循的步骤。

  • WebGL 应用程序的结构

    WebGL 应用程序代码是 JavaScript 和 OpenGL 着色器语言的组合。
    • 需要 JavaScript 才能与 CPU 通信
    • 需要 OpenGL 着色器语言才能与 GPU 通信。
    WebGL 应用结构

  • 示例应用程序

    现在让我们通过一个简单的例子来学习如何使用WebGL绘制一个简单的二维坐标三角形。 
    
<!doctype html>
<html>
   <body>
      <canvas width = "300" height = "300" id = "my_Canvas"></canvas>
          
      <script>
         /* Step1: Prepare the canvas and get WebGL context */
         var canvas = document.getElementById('my_Canvas');
         var gl = canvas.getContext('experimental-webgl');
         /* Step2: Define the geometry and store it in buffer objects */
         var vertices = [-0.5, 0.5, -0.5, -0.5, 0.0, -0.5,];
         // Create a new buffer object
         var vertex_buffer = gl.createBuffer();
         // Bind an empty array buffer to it
         gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, vertex_buffer);
         
         // Pass the vertices data to the buffer
         gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, new Float32Array(vertices), gl.STATIC_DRAW);
         // Unbind the buffer
         gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, null);
         /* Step3: Create and compile Shader programs */
         // Vertex shader source code
         var vertCode =
            'attribute vec2 coordinates;' + 
            'void main(void) {' + ' gl_Position = vec4(coordinates,0.0, 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 fragment shader
         gl.compileShader(fragShader);
         // Create a shader program object to store 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 programs
         gl.linkProgram(shaderProgram);
         // Use the combined shader program object
         gl.useProgram(shaderProgram);
         /* Step 4: Associate the shader programs to buffer objects */
         //Bind vertex buffer object
         gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, vertex_buffer);
         //Get the attribute location
         var coord = gl.getAttribLocation(shaderProgram, "coordinates");
         //point an attribute to the currently bound VBO
         gl.vertexAttribPointer(coord, 2, gl.FLOAT, false, 0, 0);
         //Enable the attribute
         gl.enableVertexAttribArray(coord);
         /* Step5: Drawing the required object (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.drawArrays(gl.TRIANGLES, 0, 3);
      </script>
   </body>
</html>
    它将产生以下结果 -
    如果你仔细观察上面的程序，我们已经按照五个连续的步骤使用 WebGL 绘制了一个简单的三角形。步骤如下 -
    第 1 步 - 准备画布并获取 WebGL 渲染上下文
    我们获取当前的 HTML canvas 对象并获取其 WebGL 渲染上下文。
    第 2 步 - 定义几何并将其存储在缓冲区对象中
    我们定义几何的属性，如顶点、索引、颜色等，并将它们存储在 JavaScript 数组中。然后，我们创建一个或多个缓冲区对象并将包含数据的数组传递给相应的缓冲区对象。在示例中，我们将三角形的顶点存储在 JavaScript 数组中，并将该数组传递给顶点缓冲区对象。
    第 3 步 - 创建和编译着色器程序
    我们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。
    第 4 步 - 将着色器程序与缓冲区对象相关联
    我们关联缓冲区对象和组合着色器程序。
    第 5 步 - 绘制所需对象（三角形）
    此步骤包括清除颜色、清除缓冲区位、启用深度测试、设置视口等操作。最后，您需要使用方法之一绘制所需的图元 - drawArrays()或drawElements()。
    本教程将进一步解释所有这些步骤。
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