學(xué)習(xí)WebGL之繪制點線面

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本文將詳細介紹WebGL三角形之外的其余繪制模式,下面是運行截圖,通過下拉菜單可以選擇不同的繪制模式,可以前往我的博客查看代碼演示。

之前的文章中,我們主要使用了繪制三角形的方式來渲染物體。gl.drawArrays(gl.TRIANGLES, 0, 3);中的gl.TRIANGLES即是三角形繪制模式,除了三角形模式之外,還有很多其他的內(nèi)置繪制模式。下面我將一一介紹。

Triangles(三角形)

我們先來回顧一下三角形繪制的規(guī)則,我們需要為每一個三角形提供3個頂點。如果我們想要繪制一個四邊形,那么就需要2個三角形,一共6個頂點。下面是在本文例子中三角形繪制模式下構(gòu)建一個四邊形的代碼。我將makeBuffer做了修改,接受一個數(shù)組,返回WebGL的buffer。構(gòu)建結(jié)束后把頂點數(shù)目綁定到buffer上,方便繪制的時候使用。

var triangle = [
    -0.5, 0.5, 0.0, 
    -0.5, -0.5, 0.0,
    0.5, -0.5, 0.0,

    -0.5, 0.5, 0.0,
    0.5, -0.5, 0.0,
    0.5, 0.5, 0.0,
];
triangleBuffer = makeBuffer(triangle);
triangleBuffer.vertexCount = 6;

TriangleStrip(三角帶)

對應(yīng)繪制參數(shù)gl.TRIANGLE_STRIP。三角帶模式也是繪制三角形的一種模式,不過在特定情況下,它可以使用更少的頂點達到和三角形繪制模式一樣的效果。如果多個三角形之間每兩個共用一條邊,就可以使用三角帶模式。下圖是一個典型的例子,兩個三角形共用v3到v2的邊,因此可以用三角帶繪制。

代碼如下。頂點數(shù)目從6減到了4。要注意的是使用三角帶時要把共享邊的頂點數(shù)據(jù)放到其余兩點數(shù)據(jù)之間,比如v3和v2就放到了v1和v4的中間。至于v3和v2的上下順序,會影響到Cull Face,不過本文還沒有激活這個功能,所以暫時不需要管這方面的問題。

var triangleStrip = [
    -0.5, -0.5, 0.0, // v1
    -0.5, 0.5, 0.0,  // v3
    0.5, -0.5, 0.0, // v2
    0.5, 0.5, 0.0, // v4
];
triangleStripBuffer = makeBuffer(triangleStrip);
triangleStripBuffer.vertexCount = 4;

TriangleFan(三角扇)

對應(yīng)繪制參數(shù)gl.TRIANGLE_FAN。三角扇正如其名可以很方便的繪制扇形,下面是本文例子繪制的扇形。


要繪制扇形,首先給一個圓心點,然后依次給圓弧上的點,代碼如下。首先增加0,0,0點為中心點,然后依次按照角度angle計算頂點位置,全部推入頂點數(shù)組中即可。

  var triangleFan = [];
  triangleFan.push(0);
  triangleFan.push(0);
  triangleFan.push(0);
  var vertexCount = 1;
  for (angle = 0; angle <= 280; angle += 1) {
    var x = Math.cos(angle / 180.0 * 3.14);
    var y = Math.sin(angle / 180.0 * 3.14);
    var z = 0.0;
    triangleFan.push(x);
    triangleFan.push(y);
    triangleFan.push(z);
    vertexCount++;
  }
  triangleFanBuffer = makeBuffer(triangleFan);
  triangleFanBuffer.vertexCount = vertexCount;

這是一個標準的扇形,你也可以修改x和y的賦值公式,構(gòu)造完全不同的扇形。比如替換成

var x = Math.cos(angle / 180.0 * 3.14) * angle / 360.0;
var y = Math.sin(angle / 180.0 * 3.14) * angle / 360.0;

效果就會變成

記得angle的范圍要變成0~360。

Lines(直線)

對應(yīng)繪制參數(shù)gl.LINES。直線的繪制規(guī)則和Triangles差不多,Triangles需要每個為每個三角形提供3個頂點,直線則是每條直線需要提供2個頂點。代碼如下。


var lines = [
    -0.5, -0.5, 0.0,
    -0.5, 0.5, 0.0,

    -0.5, 0.5, 0.0,
    0.5, 0.5, 0.0,

    0.5, 0.5, 0.0,
    0.5, -0.5, 0.0,

    0.5, -0.5, 0.0,
    -0.5, -0.5, 0.0,
];
linesBuffer = makeBuffer(lines);
linesBuffer.vertexCount = 8;

上面的代碼構(gòu)成了一個四邊形,所以一共8個頂點。效果如下。


LineStrip(直線帶)

對應(yīng)繪制參數(shù)gl.LINE_STRIP。直線帶其實和三角帶一樣,三角帶是共享邊,直線帶是共享點,兩條直線共用的點可以省略。代碼如下。

var lineStrip = [
    -0.5, -0.5, 0.0,
    -0.5, 0.5, 0.0,
    0.5, 0.5, 0.0,
    0.5, -0.5, 0.0,
    -0.5, -0.5, 0.0,
];
lineStripBuffer = makeBuffer(lineStrip);
lineStripBuffer.vertexCount = 5;

去掉共用的點,還剩下5個頂點,不過-0.5, -0.5, 0.0,出現(xiàn)了2次,為什么不能省略呢?因為這種共用是LineStrip處理不了的,如果想處理這種首尾共用的情況,得使用LineLoop。

LineLoop(直線環(huán))

對應(yīng)繪制參數(shù)gl.LINE_LOOP。直線環(huán)可以更方便的描述閉合的形狀,比如上面的四邊形,用直線環(huán)就可以更簡潔的表達。

  var lineLoop = [
    -0.5, -0.5, 0.0,
    -0.5, 0.5, 0.0,
    0.5, 0.5, 0.0,
    0.5, -0.5, 0.0,
  ];
  lineLoopBuffer = makeBuffer(lineLoop);
  lineLoopBuffer.vertexCount = 4;

直線環(huán)會繪制一條直線自動閉合首尾的頂點。

Points (點)

對應(yīng)繪制參數(shù)gl.POINTS。點是最好理解的一種繪制模式,你提供幾個頂點,他就繪制幾個點。如果想要控制點的大小,可以在Vertex Shader中指定gl_PointSize = 具體大小;。WebGL繪制的點是正方形的,效果如下。

關(guān)于例子

本文的例子主要添加了select元素來選擇渲染模式,下面是選擇相關(guān)代碼。

function setupModeSelect() {
  currentDrawMode = gl.TRIANGLES;
  currentBuffer = triangleBuffer;
  var selectNode = document.getElementById("drawModeSelect");
  selectNode.onchange = function (evt) {
    switch (evt.target.value) {
      case 'triangles': 
        currentDrawMode = gl.TRIANGLES;
        currentBuffer = triangleBuffer;
        break;
      case 'triangle_strip': 
        currentDrawMode = gl.TRIANGLE_STRIP;
        currentBuffer = triangleStripBuffer;
        break;
      case 'triangle_fan': 
        currentDrawMode = gl.TRIANGLE_FAN;
        currentBuffer = triangleFanBuffer;
        break;
      case 'lines': 
        currentDrawMode = gl.LINES;
        currentBuffer = linesBuffer;
            break;
      case 'line_strip': 
        currentDrawMode = gl.LINE_STRIP;
        currentBuffer = lineStripBuffer;
        break;
      case 'line_loop': 
        currentDrawMode = gl.LINE_LOOP;
        currentBuffer = lineLoopBuffer;
        break;
      case 'point': 
        currentDrawMode = gl.POINTS;
        currentBuffer = triangleBuffer;
        break;
    }
  }
}

選擇后,通過currentDrawModecurrentBuffer控制當前的渲染過程。

gl.drawArrays(currentDrawMode, 0, currentBuffer.vertexCount);

這些繪制模式看起來簡單,卻是繪制復(fù)雜模型或者效果的基礎(chǔ),掌握好它們,則會事半功倍。

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