WebGL - 绘制三角形

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，我们都仅使用顶点绘制了图元。

为了绘制更复杂的形状/网格，我们还将几何图形的索引以及顶点传递给着色器。在本章中，我们将了解如何使用索引绘制三角形。

绘制三角形所需的步骤

创建 WebGL 应用程序来绘制三角形需要执行以下步骤。

步骤 1 −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。

步骤 2 − 定义几何图形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]; 

步骤 3 − 创建并编译着色器程序

在此步骤中，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创建一个组合程序。

• 顶点着色器 − 在程序的顶点着色器中，我们定义矢量属性来存储 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 变量即可。

var fragCode = 'void main(void) {' +
' gl_FragColor = vec4(1, 0.5, 0.0, 1);' +
'}';

步骤 4 − 将着色器程序与缓冲区对象关联

在此步骤中，我们将缓冲区对象与着色器程序关联起来。

步骤 5 − 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()。对于此方法，我们必须传递索引数量。 indices.length 的值表示索引的数量。

gl.drawElements(gl.TRIANGLES, indices.length, gl.UNSIGNED_SHORT,0);

示例 – 绘制三角形

以下程序代码展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>
         /*============== 创建画布 ====================*/
         var canvas = document.getElementById('my_Canvas');
         gl = canvas.getContext('experimental-webgl');
      
         /*======== 定义和存储几何形状 ===========*/

         var vertices = [
            -0.5,0.5,0.0,
            -0.5,-0.5,0.0,
            0.5,-0.5,0.0, 
         ];
         
         indices = [0,1,2];
         
        // 创建一个空的缓冲区对象来存储顶点缓冲区
        var vertex_buffer = gl.createBuffer();
        
        // 将适当的数组缓冲区绑定到它
        gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, vertex_buffer);
        
        // 将顶点数据传递到缓冲区
        gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, new Float32Array(vertices), gl.STATIC_DRAW);
        
        // 取消绑定缓冲区
        gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, null);
        
        // 创建一个空的缓冲区对象来存储索引缓冲区
        var Index_Buffer = gl.createBuffer();
        
        // 将适当的数组缓冲区绑定到它
        gl.bindBuffer(gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER, Index_Buffer);
        
        // 将顶点数据传递到缓冲区
        gl.bufferData(gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER, new Uint16Array(indices), gl.STATIC_DRAW);
        
        // 解除缓冲区绑定
        gl.bindBuffer(gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER, null);
        
        /*================ Shaders ======================*/
        
        // 顶点着色器源代码
        var vertCode =
        'attribute vec3 coordinates;' +
        
        'void main(void) {' +
        ' gl_Position = vec4(coordinates, 1.0);' +
        '}';
        
        // 创建顶点着色器对象
        var vertShader = gl.createShader(gl.VERTEX_SHADER);
        
        // 附加顶点着色器源代码
        gl.shaderSource(vertShader, vertCode);
        
        // 编译顶点着色器
        gl.compileShader(vertShader);
        
        //片段着色器源代码
        var fragCode =
        'void main(void) {' +
        ' gl_FragColor = vec4(0.0, 0.0, 0.0, 0.1);' +
        '}';
        
        // 创建片段着色器对象
        var fragShader = gl.createShader(gl.FRAGMENT_SHADER);
        
        // 附加片段着色器源代码
        gl.shaderSource(fragShader, fragCode);
        
        // 编译片段着色器
        gl.compileShader(fragShader);
        
        // 创建着色器程序对象以存储
        // 组合着色器程序
        var shaderProgram = gl.createProgram();
        
        // 附加顶点着色器
        gl.attachShader(shaderProgram, vertShader);
        
        // 附加片段着色器
        gl.attachShader(shaderProgram, fragShader);
        
        // 链接两个程序
        gl.linkProgram(shaderProgram);
        
        // 使用组合着色器程序对象
        gl.useProgram(shaderProgram);
        
        /*======= 将着色器关联到缓冲区对象 =======*/
        
        // 绑定顶点缓冲区对象
        gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, vertex_buffer);
        
        // 绑定索引缓冲区对象
        gl.bindBuffer(gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER, Index_Buffer);
        
        // 获取属性位置
        var coord = gl.getAttribLocation(shaderProgram, "coordinates");
        
        // 将属性指向当前绑定的 VBO
        gl.vertexAttribPointer(coord, 3, gl.FLOAT, false, 0, 0);
        
        // 启用属性
        gl.enableVertexAttribArray(coord);
        
        /*==========绘制三角形===========*/
        
        // 清除画布
        gl.clearColor(0.5, 0.5, 0.5, 0.9);
        
        // 启用深度测试
        gl.enable(gl.DEPTH_TEST);
        
        // 清除颜色缓冲区位
        gl.clear(gl.COLOR_BUFFER_BIT);
        
        // 设置视口
        gl.viewport(0,0,canvas.width,canvas.height);
        
        // 绘制三角形
        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 −