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【愚公系列】09月微信小程序-WebGL画正方形

时间：2019-06-15 09:28:12

文章目录

前言一、webgl的使用1.画正方形二、相关包源码三、总结

前言

WebGL（全写Web Graphics Library）是一种3D绘图协议，这种绘图技术标准允许把JavaScript和OpenGL ES 2.0结合在一起，通过增加OpenGL ES 2.0的一个JavaScript绑定，WebGL可以为HTML5 Canvas提供硬件3D加速渲染，这样Web开发人员就可以借助系统显卡来在浏览器里更流畅地展示3D场景和模型了，还能创建复杂的导航和数据视觉化。显然，WebGL技术标准免去了开发网页专用渲染插件的麻烦，可被用于创建具有复杂3D结构的网站页面，甚至可以用来设计3D网页游戏等等。–百度百科

在现实中webgl的用途很多，比如医院运维网站，地铁运维网站，海绵城市，可以以三维网页形式展示出现实状态。

WebGL相关文档：/doc/wiki/project/webgl/webgL-fundamentals.html

一、webgl的使用

安装第三方包：npm i --save threejs-miniprogram

1.画正方形

import drawRectangle from './draw-rectangle'Page({/*** 页面的初始数据*/data: {},/*** 生命周期函数--监听页面加载*/onLoad: function (options) {},/*** 生命周期函数--监听页面初次渲染完成*/onReady: function () {wx.createSelectorQuery().select('#myCanvas1').node().exec((res) => {const canvas = res[0].nodeconst gl = canvas.getContext('webgl')if (!gl) {console.log('webgl未受支持');return}// 检查所有支持的扩展var available_extensions = gl.getSupportedExtensions();console.log(available_extensions);// 清除画布// 使用完全不透明的黑色清除所有图像，我们将清除色设为黑色，此时并没有开始清除gl.clearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);// 用上面指定的颜色清除缓冲区gl.clear(gl.COLOR_BUFFER_BIT);// 画的是一个正方形drawRectangle(gl)})

import {mat4} from '../../lib/gl-matrix'// 绘制一个正方形function drawRectangle(gl) {// 顶点着色器// vec4=(1.0,1.0,1.0,1.0)// mat4=尺寸为4x4的浮点型矩阵// attribute？const vsSource = `attribute vec4 aVertexPosition;uniform mat4 uModelViewMatrix;uniform mat4 uProjectionMatrix;void main() {gl_Position = uProjectionMatrix * uModelViewMatrix * aVertexPosition;}`;// Fragment shader program// 片段着色器const fsSource = `void main() {gl_FragColor = vec4(1.0, 1.0, 1.0, 1.0);}`;// 初始化着色器程序；这是所有照明的地方// 对于顶点建立const shaderProgram = initShaderProgram(gl, vsSource, fsSource);//收集使用着色器程序所需的所有信息。//查找着色器程序正在使用的属性//以避免暴露和查找统一位置。// 将前面创建的着色器中的数据，取出来给webgl绘制const programInfo = {program: shaderProgram,attribLocations: {vertexPosition: gl.getAttribLocation(shaderProgram, 'aVertexPosition'),},uniformLocations: {projectionMatrix: gl.getUniformLocation(shaderProgram, 'uProjectionMatrix'),modelViewMatrix: gl.getUniformLocation(shaderProgram, 'uModelViewMatrix'),},};// gl.getUniformLocation：取得uniform attribute的位置// 是从ELES代码中获取到的地址// 这个对象不是必须的，但有了会方便简洁// 一个Javascript 数组去记录每一个正方体的每一个顶点// 有一个顶点，有几行，每行可以有1，2，3或4个值，与下面的size对应// 这个是顶点缓存对象，可以是2，或3// 顶点顺序：右上、左上、右下、左下// const positions = [// 1.0, 1.0, 0.0,// -1.0, 1.0, 0.0,// 1.0, -1.0, 0.0,// -1.0, -1.0, 0.0,// ];// const positions = [// 0.5, 0.5, 0.0,// -0.5, 0.5, 0.0,// 0.5, -0.5, 0.0,// -0.5, -0.5, 0.0,// ];// 白色const positions = [0.5, 0.5, 2,-0.5, 0.5, 2,0.5, -0.5, 2,-0.5, -0.5, 2,];//我们在这里调用构建所有//我们将要绘制的对象。const buffers = initBuffers(gl, positions);//画场景drawScene(gl, programInfo, buffers, true);drawRectangle1(gl)}function drawRectangle1(gl) {// 顶点着色器// vec4=(1.0,1.0,1.0,1.0)// mat4=尺寸为4x4的浮点型矩阵// attribute？const vsSource = `attribute vec4 aVertexPosition;uniform mat4 uModelViewMatrix;uniform mat4 uProjectionMatrix;void main() {gl_Position = uProjectionMatrix * uModelViewMatrix * aVertexPosition;}`;// Fragment shader program// 片段着色器const fsSource = `void main() {gl_FragColor = vec4(1, 0, 0, 1.0);}`;// 初始化着色器程序；这是所有照明的地方// 对于顶点等建立。const shaderProgram = initShaderProgram(gl, vsSource, fsSource);//收集使用着色器程序所需的所有信息。//查找着色器程序正在使用的属性//以避免暴露和查找统一位置。// 将前面创建的着色器中的数据，取出来给webgl绘制const programInfo = {program: shaderProgram,attribLocations: {vertexPosition: gl.getAttribLocation(shaderProgram, 'aVertexPosition'),},uniformLocations: {projectionMatrix: gl.getUniformLocation(shaderProgram, 'uProjectionMatrix'),modelViewMatrix: gl.getUniformLocation(shaderProgram, 'uModelViewMatrix'),},};// gl.getUniformLocation：取得uniform attribute的位置// 是从ELES代码中获取到的地址// 这个对象不是必须的，但有了会方便简洁// 一个Javascript 数组去记录每一个正方体的每一个顶点// 有一个顶点，有几行，每行可以有1，2，3或4个值，与下面的size对应// 这个是顶点缓存对象，可以是2，或3// 顶点顺序：右上、左上、右下、左下// const positions = [// 1.0, 1.0, 0.0,// -1.0, 1.0, 0.0,// 1.0, -1.0, 0.0,// -1.0, -1.0, 0.0,// ];// 红色const positions = [1, 1, 1,0, 1, 1,1, 0, 1,0, 0, 1,];// const positions = [// 0.7, 0.5, 0.0,// -0.3, 0.5, 0.0,// 0.7, -0.5, 0.0,// -0.3, -0.5, 0.0,// ];// Here's where we call the routine that builds all the// objects we'll be drawing.const buffers = initBuffers(gl, positions);// Draw the scenedrawScene(gl, programInfo, buffers, false);}function initBuffers(gl, positions) {// Create a buffer for the square's positions.// 调用 gl 的成员函数 createBuffer() 得到了缓冲对象并存储在顶点缓冲器const positionBuffer = gl.createBuffer();// Select the positionBuffer as the one to apply buffer// operations to from here out.// 调用 bindBuffer() 函数绑定上下文// bindBuffer()方法将给定的WebGLBuffer绑定到目标。// void gl.bindBuffer(target, buffer);// webgl绘制时，是从缓存中取数据，gl.ARRAY_BUFFER就是待取的位置之一// gl.ARRAY_BUFFER: 包含顶点属性的Buffer，如顶点坐标，纹理坐标数据或顶点颜色数据。// gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER: 用于元素索引的Buffer。gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, positionBuffer);// Now create an array of positions for the square.//现在将位置列表传递到WebGL中，以构建//形状。我们通过从//JavaScript数组，然后使用它填充当前缓冲区。// bufferData()方法创建并初始化了Buffer对象的数据存储区。// 将其传到 gl 对象的 bufferData() 方法来建立对象的顶点。// // 参数2 如果为null，数据存储区仍会被创建，但是不会进行初始化和定义。// gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, //gl.ARRAY_BUFFER: 包含顶点属性的Buffer，如顶点坐标，纹理坐标数据或顶点颜色数据。new Float32Array(positions), //然后将其转化为 WebGL 浮点型类型的数组,一个ArrayBuffer，SharedArrayBuffer 或者 ArrayBufferView 类型的数组对象gl.STATIC_DRAW);return {position: positionBuffer};}//// Draw the scene.//function drawScene(gl, programInfo, buffers, clearScreen) {if (clearScreen) {// 指定调用 clear() 方法时使用的颜色值，void gl.clearColor(red, green, blue, alpha);// 每个值都在0~1之间gl.clearColor(0, 0.0, 0.0, 1.0); // Clear to black, fully opaque，#000000黑色// gl.clearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0); // gl.clearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0); // 是当清除深度缓冲区的时候使用，默认值为1，清扫所有gl.clear(1.0); // Clear everything// Clear the canvas before we start drawing on it.// 清理，使用上面指定的颜色黑色// 用背景色擦除画布gl.clear(gl.COLOR_BUFFER_BIT | gl.DEPTH_BUFFER_BIT);}console.log('clearScreen', clearScreen);// enable() 方法，用于对该上下文开启某种特性。// 如果不指定,按先后顺序gl.enable(gl.DEPTH_TEST); // Enable depth testinggl.depthFunc(gl.LEQUAL); // Near things obscure far things// Create a perspective matrix, a special matrix that is// used to simulate the distortion of perspective in a camera.// Our field of view is 45 degrees, with a width/height// ratio that matches the display size of the canvas// and we only want to see objects between 0.1 units// and 100 units away from the camera.const fieldOfView = 45 * Math.PI / 180; // in radiansconst aspect = gl.canvas.clientWidth / gl.canvas.clientHeight;// // zNear:到更近的深度裁剪平面的距离。// 沿z轴方向的两裁面之间的距离的近处(正数)const zNear = 0.1;// zFar:到更远的深度裁剪平面的距离// 沿z轴方向的两裁面之间的距离的远处(正数)const zFar = 100.0;// zNear:到更近的深度裁剪平面的距离。// const zNear = 10;// zFar:到更远的深度裁剪平面的距离// const zFar = 0.1;// 接着建立摄像机透视矩阵。设置45度的视图角度，fieldOfView// 并且设置一个适合实际图像的宽高比。 aspect// 指定在摄像机距离0.1到100单位长度的范围内的物体可见。zNear~zFar// projection 是投射，这里是摄像机映射距阵const projectionMatrix = mat4.create();mat4.perspective(projectionMatrix,fieldOfView,aspect,zNear,zFar);//将绘图位置设置为“标识”点，即//场景的中心。const modelViewMatrix = mat4.create();// Now move the drawing position a bit to where we want to// start drawing the square.// 模型视图距阵// 加载特定位置，并把正方形放在距离摄像机6个单位的的位置mat4.translate(modelViewMatrix, // destination matrixmodelViewMatrix, // matrix to translate[-0.0, 0.0, -6.0]); // amount to translate//告诉WebGL如何从位置中提取位置//缓冲到vertexPosition属性中。// 区块作用域{// 这与上面的点位置信息对应const numComponents = 3;const type = gl.FLOAT; //浮点const normalize = false;const stride = 0;const offset = 0;// 绑定正方形的顶点缓冲到上下文glgl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, buffers.position);// size = numComponents，指定每个顶点属性的组成数量，必须是1，2，3或4。// void gl.vertexAttribPointer(index, size, type, normalized, stride, offset);// 绑定顶点属性的// vertexAttribPointer()方法，// 绑定当前缓冲区范围到gl.ARRAY_BUFFER,成为当前顶点缓冲区对象的，通用顶点属性，并指定它的布局gl.vertexAttribPointer(programInfo.attribLocations.vertexPosition,numComponents,type,normalize,stride, //如果stride为0，则假定该属性是紧密打包的，即不交错属性，每个属性在一个单独的块中，下一个顶点的属性紧跟当前顶点之后。offset); //指定顶点属性数组中第一部分的字节偏移量// 属性有多个，为了激活属性，以便可用// 作用于顶点的数据会先储存在attributes。这些数据仅对JavaScript代码和顶点着色器可用。属性由索引号引用到GPU维护的属性列表中。// 使用enableVertexAttribArray()方法，来激活每一个属性以便使用，不被激活的属性是不会被使用的。gl.enableVertexAttribArray(programInfo.attribLocations.vertexPosition);}// Tell WebGL to use our program when drawing// 使用着色器程序gl.useProgram(programInfo.program);// Set the shader uniforms// 方法为 uniform variables 指定了矩阵值 // uniformMatrix[234]fv() 方法为 uniform variables 指定了矩阵值 // 该方法的3个版本 (uniformMatrix2fv(), uniformMatrix3fv(), 和unifomMatrix4fv()) // 分别以二阶,三阶,和四阶方阵作为输入值,它们应是分别具有4,9,16个浮点数的数组// uniformMatrix4fv(location, transpose, value); // transpose:指定是否转置矩阵。必须为 false.// location:对象包含了要修改的 uniform attribute位置// value:Float32Array 型或者是 GLfloat 序列值gl.uniformMatrix4fv(programInfo.uniformLocations.projectionMatrix,false,projectionMatrix);gl.uniformMatrix4fv(programInfo.uniformLocations.modelViewMatrix,false,modelViewMatrix);// 通过调用 drawArrays() 方法来画出对象// void gl.drawArrays(mode, first, count);// drawArrays()方法用于从向量数组中绘制图元。// mode 指定绘制图元的方式,gl.TRIANGLE_STRIP：绘制一个三角带。{const offset = 0;const vertexCount = 4;gl.drawArrays(gl.TRIANGLE_STRIP, offset, vertexCount);}}// //// 初始化着色器程序，以便WebGL知道如何绘制数据//function initShaderProgram(gl, vsSource, fsSource) {const vertexShader = loadShader(gl, gl.VERTEX_SHADER, vsSource);const fragmentShader = loadShader(gl, gl.FRAGMENT_SHADER, fsSource);// Create the shader program// 顶点着色器和片段着色器的集合，称之为着色器程序。// const shaderProgram = gl.createProgram();gl.attachShader(shaderProgram, vertexShader);gl.attachShader(shaderProgram, fragmentShader);gl.linkProgram(shaderProgram);// If creating the shader program failed, alertif (!gl.getProgramParameter(shaderProgram, gl.LINK_STATUS)) {alert('Unable to initialize the shader program: ' + gl.getProgramInfoLog(shaderProgram));return null;}return shaderProgram;}//// 创建给定类型的着色器，上传源代码并// 编译它//// 创建指定类型的着色器，上传source源码并编译function loadShader(gl, type, source) {// 调用gl.createShader().创建一个新的着色器。const shader = gl.createShader(type);// Send the source to the shader object// 上传源码// 调用gl.shaderSource().将源代码发送到着色器。gl.shaderSource(shader, source);// Compile the shader program// 编译// 一旦着色器获取到源代码，就使用pileShader().进行编译。pileShader(shader);// See if it compiled successfullyif (!gl.getShaderParameter(shader, PILE_STATUS)) {alert('An error occurred compiling the shaders: ' + gl.getShaderInfoLog(shader));gl.deleteShader(shader);return null;}return shader;}export default drawRectangle

实际效果