WebGL - 示例應用

我們已經討論了 WebGL 的基礎知識和 WebGL 管線（渲染圖形應用程式所遵循的流程）。在本章中，我們將以一個示例應用程式為例，使用 WebGL 建立一個三角形，並觀察應用程式中遵循的步驟。

WebGL 應用結構

WebGL 應用程式程式碼是 JavaScript 和 OpenGL 著色器語言的組合。

JavaScript 用於與 CPU 通訊
OpenGL 著色器語言用於與 GPU 通訊。

示例應用

現在讓我們來看一個簡單的例子，學習如何使用 WebGL 繪製一個帶有 2D 座標的簡單三角形。

<!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>

它將產生以下結果：

如果您仔細觀察上述程式，我們使用 WebGL 繪製簡單三角形時遵循了五個順序步驟。步驟如下：

步驟 1 - 準備畫布並獲取 WebGL 渲染上下文

我們獲取當前的 HTML 畫布物件並獲取其 WebGL 渲染上下文。

步驟 2 - 定義幾何體並將其儲存在緩衝區物件中

我們定義幾何體的屬性，例如頂點、索引、顏色等，並將它們儲存在 JavaScript 陣列中。然後，我們建立一個或多個緩衝區物件，並將包含資料的陣列傳遞給相應的緩衝區物件。在示例中，我們將三角形的頂點儲存在 JavaScript 陣列中，並將此陣列傳遞給頂點緩衝區物件。

步驟 3 - 建立和編譯著色器程式

我們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建立一個組合程式。

步驟 4 - 將著色器程式與緩衝區物件關聯

我們將緩衝區物件和組合的著色器程式關聯起來。

步驟 5 - 繪製所需物件（三角形）

此步驟包括清除顏色、清除緩衝區位、啟用深度測試、設定視口等操作。最後，您需要使用以下方法之一繪製所需的圖元：drawArrays() 或 drawElements()。

本教程將進一步解釋所有這些步驟。

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