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WebGL - 颜色

在我们之前的所有示例中，我们通过为 gl_FragColor 变量分配所需的颜色值来将颜色应用于对象。除此之外，我们可以为每个顶点 − 定义颜色，就像顶点坐标和索引一样。本章通过一个示例来演示如何使用 WebGL 将颜色应用于四边形。

应用颜色

要应用颜色，您必须使用 JavaScript 数组中的 RGB 值为每个顶点定义颜色。您可以为所有顶点分配相同的值，以使对象具有唯一的颜色。定义颜色后，您必须创建一个颜色缓冲区并在其中存储这些值，并将其与顶点着色器属性关联。

在顶点着色器中，除了坐标属性(保存顶点的位置)外，我们还定义了一个attribute和一个variing来处理颜色。

color属性保存每个顶点的颜色值，variing是作为输入传递给片段着色器的变量。因此，我们必须将 color 值分配给 varying。

在片段着色器中，保存颜色值的 varying 被分配给 gl_FragColor，后者保存对象的最终颜色。

应用颜色的步骤

创建 WebGL 应用程序以绘制四边形并为其应用颜色需要以下步骤。

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 − 定义几何图形并将其存储在缓冲区对象中

可以使用两个三角形绘制正方形。因此，在此示例中，我们提供了两个三角形(具有一个共同边)的顶点和索引。由于我们想为其应用颜色，因此还定义了一个保存颜色值的变量，并将每个颜色值(红色、蓝色、绿色和粉色)分配给它。

var vertices = [
   -0.5,0.5,0.0,
   -0.5,-0.5,0.0, 
   0.5,-0.5,0.0,
   0.5,0.5,0.0 
];

var colors = [ 0,0,1, 1,0,0, 0,1,0, 1,0,1,];
indices = [3,2,1,3,1,0];

步骤 3 − 创建和编译着色器程序

在此步骤中，您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，我们定义矢量属性来存储 3D 坐标(位置)和每个顶点的颜色。声明一个 varing 变量以将颜色值从顶点着色器传递到片段着色器。最后，将存储在颜色属性中的值分配给 varying。

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

  • 片段着色器 − 在片段着色器中，我们将 variing 分配给 gl_FragColor 变量。

var fragCode = 'precision mediump float;'+
   'varying vec3 vColor;'+
   'void main(void) {'+
      'gl_FragColor = vec4(vColor, 1.);'+
   '}';

步骤 4 − 将着色器程序与缓冲区对象关联

在此步骤中，我们将缓冲区对象与着色器程序关联起来。

步骤 5 − 绘制所需对象

由于我们使用索引绘制两个三角形，它们将形成一个四边形，因此我们将使用方法 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 – 应用颜色

以下程序演示了如何使用 WebGL 应用程序绘制四边形并为其应用颜色。

<!doctype html>
<html>
   <body>
    <canvas width = "300" height = "300" id = "my_Canvas"></canvas>

      <script>
        /*============== 创建画布 ==================*/
        var canvas = document.getElementById('my_Canvas');
        gl = canvas.getContext('experimental-webgl');
        
        /*=========== 定义和存储几何图形 ===========*/
        
        var vertices = [
        -0.5,0.5,0.0,
        -0.5,-0.5,0.0,
        0.5,-0.5,0.0,
        0.5,0.5,0.0
        ];
        
        var colors = [0,0,1, 1,0,0, 0,1,0, 1,0,1,];
        
        indices = [3,2,1,3,1,0];
         
        // 创建一个空的缓冲区对象并存储顶点数据
        var vertex_buffer = gl.createBuffer();
        gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, vertex_buffer);
        gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, new Float32Array(vertices), gl.STATIC_DRAW);
        gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, null);
        
        // 创建一个空的缓冲区对象并存储索引数据
        var Index_Buffer = gl.createBuffer();
        gl.bindBuffer(gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER, Index_Buffer);
        gl.bufferData(gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER, new Uint16Array(indices), gl.STATIC_DRAW);
        gl.bindBuffer(gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER, null);
        
        // 创建一个空的缓冲区对象并存储颜色数据
        var color_buffer = gl.createBuffer ();
        gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, color_buffer);
        gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, new Float32Array(colors), gl.STATIC_DRAW);

        /*========================== 着色器 ==========================*/
        
        // 顶点着色器源代码
        var vertCode = 'attribute vec3 coordinates;'+
        'attribute vec3 color;'+
        'varying vec3 vColor;'+
        'void main(void) {' +
        ' gl_Position = vec4(coordinates, 1.0);' +
        'vColor = color;'+
        '}';
        
        // 创建顶点着色器对象
        var vertShader = gl.createShader(gl.VERTEX_SHADER);
        
        // 附加顶点着色器源代码
        gl.shaderSource(vertShader, vertCode);
        
        // 编译顶点着色器
        gl.compileShader(vertShader);
        
        // 片段着色器源代码
        var fragCode = 'precision mediump float;'+
        'varying vec3 vColor;'+
        'void main(void) {'+
        'gl_FragColor = vec4(vColor, 1.);'+
        '}';
        
        // 创建片段着色器对象
        var fragShader = gl.createShader(gl.FRAGMENT_SHADER);
        
        // 附加片段着色器源代码
        gl.shaderSource(fragShader, fragCode);
        
        // 编译片段着色器
        gl.compileShader(fragShader);
        
        // 创建着色器程序对象以
        // 存储组合着色器程序
        var shaderProgram = gl.createProgram();
        
        // 附加顶点着色器
        gl.attachShader(shaderProgram, vertShader);
        
        // 附加片段着色器
        gl.attachShader(shaderProgram, fragShader);
        
        // 链接两个程序
        gl.linkProgram(shaderProgram);
        
        // 使用组合着色器程序对象
        gl.useProgram(shaderProgram);
        
        /* ======== 将着色器关联到缓冲区对象 =======*/
        
        // 绑定顶点缓冲区对象
        gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, vertex_buffer);
        
        // 绑定索引缓冲区对象
        gl.bindBuffer(gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER, Index_Buffer);
        
        // 获取属性位置
        var coord = gl.getAttribLocation(shaderProgram, "coordinates");
        
        // 将属性指向当前绑定的 VBO
        gl.vertexAttribPointer(coord, 3, gl.FLOAT, false, 0, 0);
        
        // 启用属性
        gl.enableVertexAttribArray(coord);
        
        // 绑定颜色缓冲区
        gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, color_buffer);
        
        // 获取属性位置
        var color = gl.getAttribLocation(shaderProgram, "color");
        
        // 将属性指向 volor 缓冲区对象
        gl.vertexAttribPointer(color, 3, gl.FLOAT, false,0,0) ;
        
        // 启用颜色属性
        gl.enableVertexAttribArray(color);
        
        /*=============绘制四边形=====================*/
        
        // 清除画布
        gl.clearColor(0.5, 0.5, 0.5, 0.9);
        
        // 启用深度测试
        gl.enable(gl.DEPTH_TEST);
        
        // 清除颜色缓冲区位
        gl.clear(gl.COLOR_BUFFER_BIT);
        
        // 设置视口
        gl.viewport(0,0,canvas.width,canvas.height);
        
        //绘制三角形
        gl.drawElements(gl.TRIANGLES, indices.length, gl.UNSIGNED_SHORT,0);
      </script>
   </body>
</html>

如果运行此示例，它将产生以下输出 −

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