使用Canvas:WebGL创建3D交互效果

夏日蝉鸣 2022-12-16 ⋅ 14 阅读

WebGL是一种用于在Web浏览器中创建3D图形的JavaScript API。它是基于OpenGL ES的一个子集,可以通过使用顶点和片段着色器来渲染3D图形。在本博客中,我们将介绍如何使用Canvas和WebGL创建令人惊叹的交互式3D效果。

准备工作

首先,我们需要一个HTML文档来容纳我们的Canvas元素。在HTML文件中添加以下代码:

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>我的WebGL场景</title>
    <style>
        body { margin: 0; }
        canvas { width: 100%; height: 100%; }
    </style>
</head>
<body>
    <canvas id="myCanvas"></canvas>

    <script src="main.js"></script>
</body>
</html>

如上所示,我们有一个Canvas元素,它将占满整个屏幕。此外,我们将引入一个名为"main.js"的脚本文件,该文件将包含我们的WebGL代码。

编写WebGL代码

现在我们可以开始编写我们的WebGL代码了。在"main.js"文件中添加以下代码:

let canvas = document.getElementById("myCanvas");
let gl = canvas.getContext("webgl");

if (!gl) {
    alert("WebGL不可用,请使用支持WebGL的最新浏览器。");
}

// TODO: 编写WebGL代码

上面的代码获取了Canvas元素和WebGL上下文,然后检查WebGL是否可用。如果不可用,我们会弹出一个警告框。

现在,我们可以开始编写我们的主要WebGL代码了。以下是一个简单的例子,演示如何绘制一个彩色的三角形:

// 创建一个顶点着色器
let vertexShaderSource = `
    attribute vec3 aPosition;
    attribute vec3 aColor;
    varying vec3 vColor;
    void main() {
        gl_Position = vec4(aPosition, 1.0);
        vColor = aColor;
    }
`;

let vertexShader = gl.createShader(gl.VERTEX_SHADER);
gl.shaderSource(vertexShader, vertexShaderSource);
gl.compileShader(vertexShader);

// 创建一个片段着色器
let fragmentShaderSource = `
    precision mediump float;
    varying vec3 vColor;
    void main() {
        gl_FragColor = vec4(vColor, 1.0);
    }
`;

let fragmentShader = gl.createShader(gl.FRAGMENT_SHADER);
gl.shaderSource(fragmentShader, fragmentShaderSource);
gl.compileShader(fragmentShader);

// 创建一个着色器程序
let shaderProgram = gl.createProgram();
gl.attachShader(shaderProgram, vertexShader);
gl.attachShader(shaderProgram, fragmentShader);
gl.linkProgram(shaderProgram);
gl.useProgram(shaderProgram);

// 定义顶点数据
let vertices = [
    -0.5, -0.5, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0,
    0.5, -0.5, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0,
    0.0, 0.5, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0
];

let vertexBuffer = gl.createBuffer();
gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, vertexBuffer);
gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, new Float32Array(vertices), gl.STATIC_DRAW);

// 获取顶点属性的位置
let positionAttributeLocation = gl.getAttribLocation(shaderProgram, "aPosition");
let colorAttributeLocation = gl.getAttribLocation(shaderProgram, "aColor");

// 启用顶点属性数组
gl.enableVertexAttribArray(positionAttributeLocation);
gl.enableVertexAttribArray(colorAttributeLocation);

// 设置顶点属性指针
gl.vertexAttribPointer(positionAttributeLocation, 3, gl.FLOAT, false, 6 * 4, 0);
gl.vertexAttribPointer(colorAttributeLocation, 3, gl.FLOAT, false, 6 * 4, 3 * 4);

// 清空画布
gl.clearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);
gl.clear(gl.COLOR_BUFFER_BIT);

// 绘制三角形
gl.drawArrays(gl.TRIANGLES, 0, 3);

上述代码完成了以下工作:

  • 创建了顶点着色器和片段着色器,并将源代码分别传递给它们。
  • 编译了着色器并将它们附加到着色器程序上。
  • 创建了一个包含顶点数据的缓冲区。
  • 获取了顶点属性的位置,并启用了顶点属性数组。
  • 设置了顶点属性指针,以正确解释缓冲区中的数据。
  • 清空了画布并绘制了三角形。

以上是一个简单的例子,仅仅是为了演示如何使用Canvas和WebGL创建一个简单的3D效果。在实际应用中,您可能需要更复杂的模型和渲染技术。

结论

通过使用Canvas和WebGL,我们可以创建令人惊叹的交互式3D效果。本博客提供了一个简单的例子,演示了如何绘制一个彩色的三角形。希望这对您有所帮助,并激发您进一步探索WebGL的兴趣。祝您在使用Canvas和WebGL创建3D交互效果时取得成功!


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