WebGL - 繪製三角形

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在上一章（第 11 章）中，我們討論瞭如何使用 WebGL 繪製三個點。在第 5 章中，我們透過示例應用程式演示瞭如何繪製三角形。在這兩個示例中，我們僅使用頂點繪製了圖元。

為了繪製更復雜的形狀/網格，我們將幾何體的索引以及頂點一起傳遞到著色器。在本章中，我們將學習如何使用索引繪製三角形。

繪製三角形所需的步驟

建立 WebGL 應用程式以繪製三角形需要以下步驟。

步驟 1 - 準備畫布並獲取 WebGL 渲染上下文

在此步驟中，我們使用getContext()獲取 WebGL 渲染上下文物件。

步驟 2 - 定義幾何體並將其儲存在緩衝區物件中

由於我們使用索引繪製三角形，因此必須傳遞三角形的三個頂點（包括索引），並將它們儲存在緩衝區中。

var vertices = [
   -0.5,0.5,0.0,
   -0.5,-0.5,0.0,
   0.5,-0.5,0.0, 
];
	
indices = [0,1,2];

步驟 3 - 建立和編譯著色器程式

在此步驟中，需要編寫頂點著色器和片段著色器程式，編譯它們，並透過連結這兩個程式來建立一個組合程式。

  • 頂點著色器 - 在程式的頂點著色器中，我們定義向量屬性來儲存 3D 座標並將其賦值給gl_position。

var vertCode =
   'attribute vec3 coordinates;' +
	
   'void main(void) {' +
      ' gl_Position = vec4(coordinates, 1.0);' +
   '}';

  • 片段著色器 - 在片段著色器中，我們只需將片段顏色賦值給gl_FragColor變數。

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

步驟 4 - 將著色器程式關聯到緩衝區物件

在此步驟中，我們將緩衝區物件和著色器程式關聯起來。

步驟 5 - 繪製所需的物件

由於我們使用索引繪製三角形，因此我們將使用drawElements()。對於此方法，我們必須傳遞索引的數量。indices.length的值表示索引的數量。

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

示例 – 繪製三角形

以下程式程式碼展示瞭如何使用索引在 WebGL 中繪製三角形：

線上演示 
<!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>

如果執行此示例，將產生以下輸出：

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