WebGL - 绘制三角形

在上一章（第 11 章）中，我们讨论了如何使用 WebGL 绘制三个点。在第 5 章中，我们通过示例应用程序演示了如何绘制三角形。在这两个示例中，我们仅使用顶点绘制了图元。

为了绘制更复杂的形状/网格，我们将几何体的索引以及顶点一起传递到着色器。在本章中，我们将学习如何使用索引绘制三角形。

绘制三角形所需的步骤

创建 WebGL 应用程序以绘制三角形需要以下步骤。

步骤 1 - 准备画布并获取 WebGL 渲染上下文

在此步骤中，我们使用getContext()获取 WebGL 渲染上下文对象。

步骤 2 - 定义几何体并将其存储在缓冲区对象中

由于我们使用索引绘制三角形，因此必须传递三角形的三个顶点（包括索引），并将它们存储在缓冲区中。

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

步骤 3 - 创建和编译着色器程序

在此步骤中，需要编写顶点着色器和片段着色器程序，编译它们，并通过链接这两个程序来创建一个组合程序。

顶点着色器 - 在程序的顶点着色器中，我们定义向量属性来存储 3D 坐标并将其赋值给gl_position。

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

片段着色器 - 在片段着色器中，我们只需将片段颜色赋值给gl_FragColor变量。

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

步骤 4 - 将着色器程序关联到缓冲区对象

在此步骤中，我们将缓冲区对象和着色器程序关联起来。

步骤 5 - 绘制所需的对象

由于我们使用索引绘制三角形，因此我们将使用drawElements()。对于此方法，我们必须传递索引的数量。indices.length的值表示索引的数量。

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

示例 – 绘制三角形

以下程序代码展示了如何使用索引在 WebGL 中绘制三角形：

在线演示

<!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>

如果运行此示例，将产生以下输出：

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