WebGL编程指南(4)颜色与纹理

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4.1 将非坐标数据传入顶点着色器

   点的尺寸

// MultiAttributeSize.js (c) 2012 matsuda
// Vertex shader program
var VSHADER_SOURCE =
  'attribute vec4 a_Position;\n' +
  'attribute float a_PointSize;\n' +
  'void main() {\n' +
  '  gl_Position = a_Position;\n' +
  '  gl_PointSize = a_PointSize;\n' +
  '}\n';

// Fragment shader program
var FSHADER_SOURCE =
  'void main() {\n' +
  '  gl_FragColor = vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0);\n' +
  '}\n';

function main() {
  // Retrieve <canvas> element
  var canvas = document.getElementById('webgl');
  // Get the rendering context for WebGL
  var gl = getWebGLContext(canvas);
  if (!gl) {
    console.log('Failed to get the rendering context for WebGL');
    return;
  }
  // Initialize shaders
  if (!initShaders(gl, VSHADER_SOURCE, FSHADER_SOURCE)) {
    console.log('Failed to intialize shaders.');
    return;
  }
  // Set the vertex information
  var n = initVertexBuffers(gl);
  if (n < 0) {
    console.log('Failed to set the positions of the vertices');
    return;
  }
  // Specify the color for clearing <canvas>
  gl.clearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);
  // Clear <canvas>
  gl.clear(gl.COLOR_BUFFER_BIT);
  // Draw three points
  gl.drawArrays(gl.POINTS, 0, n);
}

function initVertexBuffers(gl) {
  var vertices = new Float32Array([
    0.0, 0.5,   -0.5, -0.5,   0.5, -0.5
  ]);
  var n = 3;
  var sizes = new Float32Array([
    10.0, 20.0, 30.0  // Point sizes
  ]);
  // Create a buffer object
  var vertexBuffer = gl.createBuffer();  
  var sizeBuffer = gl.createBuffer();
  if (!vertexBuffer || !sizeBuffer) {
    console.log('Failed to create the buffer object');
    return -1;
  }
  // Write vertex coordinates to the buffer object and enable it
  gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, vertexBuffer);
  gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, vertices, gl.STATIC_DRAW);
  var a_Position = gl.getAttribLocation(gl.program, 'a_Position');
    if(a_Position < 0) {
    console.log('Failed to get the storage location of a_Position');
    return -1;
  }
  gl.vertexAttribPointer(a_Position, 2, gl.FLOAT, false, 0, 0);
  gl.enableVertexAttribArray(a_Position);
  // Bind the point size buffer object to target
  gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, sizeBuffer);
  gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, sizes, gl.STATIC_DRAW);
  var a_PointSize = gl.getAttribLocation(gl.program, 'a_PointSize');
  if(a_PointSize < 0) {
    console.log('Failed to get the storage location of a_PointSize');
    return -1;
  }
  gl.vertexAttribPointer(a_PointSize, 1, gl.FLOAT, false, 0, 0);
  gl.enableVertexAttribArray(a_PointSize);
  // Unbind the buffer object
  gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, null);
  return n;
}

4.2 gl.vertexAttribPointer()的步进和偏移参数

   WebGL允许我们把顶点的坐标和尺寸数据打包到同一个缓冲区对象中,并通过某种机制分别访问缓冲区对象中不同种类的数据。


4.3 彩色三角形


一旦光栅化过程结束后,程序就开始逐片元调用片元着色器。片元着色器每调用一次,就处理一个片元。

光栅化是三维图形学的关键技术之一,它负责将矢量的几何图形转变为栅格化的片元(像素)。图形被转化为片元之后,我们就可以在片元着色器内做更多的事情,如为每个片元指定不同的颜色。颜色可以内插出来,也可以直接编程指定。

不同片元的颜色不同


4.4 在矩形表面贴上图像

   纹理映射将一张图像贴到一个几何图形的表面上去。这张图片又可以称为纹理图像。根据纹理图像,为之前光栅化后的每个片元涂上合适的颜色。组成纹理图像的像素又被称为纹素。

四步

  1. 准备好映射到几何图形上的纹理图像
  2. 为几何图形配置纹理映射方式
  3. 加载纹理图像,对其进行一些配置,以在WebGL中使用它
  4. 在片元着色器中将相应的纹素从纹理中抽取出来,并将纹素的颜色赋给片元。

纹理坐标是纹理图像上的坐标,通过纹理坐标可以在纹理图像上获取纹素颜色。WebGL系统中的纹理坐标系统是二维的,使用s和t命名纹理坐标。坐标值与图像自身的尺寸无关,不管是128x128还是128x156,其右上角的纹理坐标始终是(1.0, 1.0)


设置纹理坐标(initVertexBuffers())

    将纹理坐标传入顶点着色器,与将其他顶点数据相同

配置和加载纹理(initTextures())

激活纹理单元(gl.activeTexture()):WebGL至少支持8个纹理单元。



绑定纹理对象(gl.bindTexture())

配置纹理对象的参数(gl.texParameteri())


将纹理图像分配给纹理对象(gl.texImage2D())


将纹理单元传递给片元着色器(gl.uniform1i())

从顶点着色器向片元着色器传输纹理坐标:根据片元的纹理坐标,从纹理图像上抽取出纹素的颜色

在片元着色器中获取纹理像素颜色(texture2D())


纹理图像不足以覆盖整个矩形

4.5 使用多幅纹理

    最终的片元颜色由两个纹理上的纹素颜色共同决定



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