【笔记】《WebGL编程指南》学习-第2章WebGL入门(6-改变点的颜色）)

程序员文章站 2022-05-23 14:02:31

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这一节的目标是，在上一节用鼠标点击画点的基础上增加改变颜色的功能，点的颜色取决于其位置。

结果:
【笔记】《WebGL编程指南》学习-第2章WebGL入门(6-改变点的颜色）)

可以用 uniform 变量将颜色值传给着色器，其步骤与用 attribute 变量传递的类似。不同的仅仅是，这次数据传输的目标是片元着色器，而非顶点着色器：

在片元着色器中准备 uniform 变量。
用这个 uniform 变量向 gl_FragColor 赋值。
将颜色数据从JS传给该 uniform 变量。

示例程序 ColoredPoints.js

//顶点着色器程序
var VSHADER_SOURCE =
    'attribute vec4 a_Position;'+
    'void main(){'+
    'gl_Position=a_Position;'+
    'gl_PointSize=10.0;'+
    '}';

//片元着色器程序
var FSHADER_SOURCE=
    'precision mediump float;'+
    'uniform vec4 u_FragColor;'+
    'void main(){'+
    'gl_FragColor = u_FragColor;'+
    '}';

function main() {
    //获取canvas元素
    var canvas = document.getElementById("webgl");
    if(!canvas){
        console.log("Failed to retrieve the <canvas> element");
        return;
    }

    //获取WebGL绘图上下文
    var gl = getWebGLContext(canvas);
    if(!gl){
        console.log("Failed to get the rendering context for WebGL");
        return;
    }

    //初始化着色器
    if(!initShaders(gl,VSHADER_SOURCE,FSHADER_SOURCE)){
        console.log("Failed to initialize shaders.");
        return;
    }

    //获取a_Position变量存储位置
    var a_Position = gl.getAttribLocation(gl.program, 'a_Position');

    if(a_Position < 0){
        console.log("Failed to get the storage location of a_Position");
        return;
    }

    //获取u_FragColor 变量存储位置
    var u_FragColor = gl.getUniformLocation(gl.program, 'u_FragColor');

    if(!u_FragColor){
        console.log('Failed to get the storage location of u_FragColor');
        return;
    }

    canvas.onmousedown = function(ev){
        click(ev,gl,canvas,a_Position,u_FragColor);
    };

    //指定清空<canvas>颜色
    gl.clearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);

    //清空<canvas>
    gl.clear(gl.COLOR_BUFFER_BIT);
}

var g_points = [];
var g_colors = [];
function click(ev, gl, canvas, a_Position,u_FragColor){
    var x= ev.clientX;
    var y = ev.clientY;
    var rect = ev.target.getBoundingClientRect();
    x = ((x - rect.left) - canvas.width / 2) / (canvas.width / 2);
    y = (canvas.height / 2 - (y - rect.top)) / (canvas.height / 2);
    //将坐标存储到g_points数组中
    g_points.push([x, y]);
    if(x >= 0.0 && y >= 0.0){  //第一象限
        g_colors.push([1.0, 0.0, 0.0, 1.0]);  //红色
    }else if(x < 0.0 && y < 0.0){  //第三象限
        g_colors.push([0.0, 1.0, 0.0, 1.0]);  //绿色
    }else{
        g_colors.push([1.0, 1.0, 1.0, 1.0]);  //白色
    }

    //清除<canvas>
    gl.clear(gl.COLOR_BUFFER_BIT);

    var len = g_points.length;
    for(var i = 0; i < len; i++){
        var xy=g_points[i];
        var rgba = g_colors[i];

        //将点的位置传递到a_Position变量中
        gl.vertexAttrib3f(a_Position, xy[0], xy[1], 0.0);
        //将点的颜色传递到u_FragColor变量中
        gl.uniform4f(u_FragColor, rgba[0],  rgba[1], rgba[2], rgba[3]);

        //绘制点
        gl.drawArrays(gl.POINTS, 0, 1);
    }
}

uniform 变量

只有顶点着色器才能使用 attribute 变量，使用片元着色器时，你就需要使用 uniform 变量。

在使用 uniform 变量之前，首先需要按照与声明 attribute 变量相同的格式<存储限定符><类型><变量名>来声明 uniform 变量。

【笔记】《WebGL编程指南》学习-第2章WebGL入门(6-改变点的颜色）)

在例子中， uniform 变量 u_FragColor 被赋值给 gl_FragColor 变量。向 uniform 变量传数据的方式向 attribute 变量传数据相似：首先获取变量的存储地址，然后再JS程序中按照地址将数据传递过去。

//片元着色器程序
var FSHADER_SOURCE=
    'precision mediump float;'+
    'uniform vec4 u_FragColor;'+
    'void main(){'+
    'gl_FragColor = u_FragColor;'+
    '}';

这一行使用精度限定词来制定变量的范围和精度，本例中为中度精度，后面第5章会详细讲。

'precision mediump float;'+

获取 uniform 变量的存储地址

    //获取u_FragColor 变量存储位置
    var u_FragColor = gl.getUniformLocation(gl.program, 'u_FragColor');

    if(!u_FragColor){
        console.log('Failed to get the storage location of u_FragColor');
        return;
    }