WebGL小姐姐教我学画画之起手式

初次接触WebGL，如有错误之处欢迎留言，共同学习进步. v

WebGL的自画像

我，WebGL，全名Web Graphics Library，是为了让死宅程序猿们(摊手)能在浏览器上为所欲为的画女朋友，并还能动手动脚，而屈尊降临于猿类的世界内。哇哈哈哈哈，快来臣服于我吧，哇嘎嘎嘎嗝~

WebGL启动说明书

WebGL小姐姐神通广大，法力无边。那我们怎么用她来创造一个猿猿幸（有）福（女）美（朋）满（友）的世界呢？

首先，我们需要一个名为canvas的祭坛，举行一个召唤WebGL小姐姐的小仪式。

const canvas = document.createElement('canvas');
const gl = canvas.getContext('webgl');

那么，WebGL小姐姐Get到手了，接下来我们需要先将两样'祭品'交给她的两名侍女。

1. 准备用于创建躯体的原材料和赋予灵魂的色彩两样祭品

• gl_Position是每次绘制的点，是vec4类型，分别空间点(x, y, z)和最后一个w。对于w可以参考文章Explaining Homogeneous Coordinates & Projective Geometry，可以理解为投影仪与空间点的距离，距离不同会导致缩放效应，距离远则投放的物体越大。我们这里使用没有缩放效果的值1.0，并使用了position这个定义的变量值。每次绘制gpu buffer会更新position的值.

const vertexShaderSource = `
precision mediump float;
attribute vec2 position;

void main(void) {
    gl_Position = vec4(position.x, position.y, 0.0, 1.0);
}
`;

• 每次绘制都会使用glFragColor定义的颜色值，同样是vec4类型，分别代表(r, g, b, a)

const fragmentShaderSource = `
precision mediump float;

void main(void) {
    gl_FragColor = vec4(0.7, 0.5, 0.38, 0.0);
}
`

关于precision：由于openGL没有声明float类型的默认精度，所以其姐妹WebGL也就需要为shader声明精度。又由于高精度openGL没有支持，低精度在手机上可以有兼容问题，所以默认推荐mediump。参考https://stackoverflow.com/a/28540641/2326199 和 Use mediump precision in WebGL when possible

1. 唤醒侍女并让她们把祭品处理好

const vertexShader = gl.createShader(gl.VERTEX_SHADER); // 唤醒
gl.shaderSource(vertexShader, vertexShaderSource); // 上交祭品
gl.compileShader(vertexShader); // 处理祭品
if (!gl.getShaderParameter(vertexShader, gl.COMPILE_STATUS)) {
    // 由于祭品偶尔不新鲜或者侍女偷懒，我们要好好确认祭品是否处理完毕
    throw new Error(`Error in compileing vertexShader: ${gl.getShaderInfoLog(vertexShader)}`);
}


const fragmentShader = gl.createShader(gl.FRAGMENT_SHADER);
gl.shaderSource(fragmentShader, fragmentShaderSource);
gl.compileShader(fragmentShader);
if (!gl.getShaderParameter(vertexShader, gl.COMPILE_STATUS)) {
    throw new Error(`Error in compileing vertexShader: ${gl.getShaderInfoLog(vertexShader)}`);
}

祭品已准备妥当，接下来就是要请出WebGL小姐姐御用创世神器program并使用祭品开光，然后交与小姐姐手中。

const program = gl.createProgram(); // 神器现世
gl.attachShader(program, vertexShader); // 开第一封印：原料
gl.attachShader(program, fragmentShader); // 开第二封印：色开
gl.linkProgram(program); // 交与小姐姐

if(!gl.getProgramParameter(program, gl.LINK_STATUS)) {
    // 咳咳，由于神器与祭品偶尔无法契合，导致神器失效，需要检查一下 ~_~
    throw new Error(`invalid program: ${gl.getProgramInfoLog(program)}`);
}

注意了注意了，WebGL小姐姐起手式完毕，开天辟地，万物复苏。我们现在可以向她许愿，描述我们心中的猩福世界了~v;v~

WebGL的许愿池上的许愿树

WebGL小姐姐有多个许愿池，我们这里使用gl.ARRAY_BUFFER。然后告诉神器program怎么收取愿望。

const buffer = gl.createBuffer(); // 创建许愿树
gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, buffer); // 将许愿树种到`ARRAY_BUFFER`这个许愿池内

// 获取神器`program`的`position`之力
const position = gl.getAttribLocation(program, 'position');
// position之力为2个float类型的数一组，不转化`buffer`类型，
// 从头开始，不跳过任何一个愿望
gl.vertexAttribPointer(position, 2, gl.FLOAT, false, 0, 0);
gl.enableVertexAttribArray(position);

WebGl的创世之作

小姐姐迎着丝毫都没有的狂风，望着漫无编辑器的虚无黑暗，眼角迸发出一丝丝精光，大笔一挥, 左一划右一挥。

gl.viewport(0, 0, 400, 400);
gl.useProgram(program);

gl.clearColor(255 / 255, 192 / 255, 203 / 255, 1.0);
gl.clear(gl.COLOR_BUFFER_BIT);

gl.lineWidth(1.5);

const points = new Float32Array([
    -0.9, 0.9,
    0.0, 0.0,
    0.9, -0.9,
]);

gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, points, gl.STATIC_DRAW);
gl.drawArrays(gl.LINE_LOOP, 0, points.length / 2);

gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, new Float32Array([
    -0.9, -0.9,
    0.0, 0.0,
    0.9, 0.9
]), gl.STATIC_DRAW);
gl.drawArrays(gl.LINE_LOOP, 0, 3);

创世之作在漫天闪电，山崩海啸之下庄严出世!! 登登登，piapia(背景乐)

最后来一张WebGL绘制整个过程的流程图：

未完待续

本文章首发于本人公众号：枫之叶

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