49 WebGL绘制透明的图形

2018-03-04 03:34:42 人阅读

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案例解析

 颜色中的 α 分量,(即RGBA中的A,alpha)控制着颜色的透明度。如果一个物体的颜色的α分量值为0.5,该物体为半透明,透过它可以看到该物体背后的其他物体。如果物体颜色的α分量值为0,那么它就是完全透明的,我们将完全看不到它。在这一节的示例程序中,随着α分量的降低,整个绘图区域会逐渐成为白色,以为在默认的情况下,α混合不仅影响绘制的物体,也会影响背景色,最后你看到的白色实际上是<canvas>后空白的网页。

我们建立一个示例程序来实现半透明效果,实现这种效果需要用到颜色的α分量。该功能被称为α混合(alpha blending)或混合(blending),WebGL已经内置了该功能,只需要开启即可。

 

实现α混合:

分两步

(1)开启混合功能:(注意,它不可和gl.DEPTH_TEST一起使用)

 

[javascript] view plain copy
 
  1. gl.enable(gl.BLEND);  

(2)指定混合函数:

 

 

[javascript] view plain copy
 
  1. gl.blendFunc(gl.SRC_ALPHA, gl.ONE_MINUS_SRC_ALPHA);  

 

下面我们将讲解一下混合函数

混合函数:

下面来研究gl.blendFunc()函数的作用。在进行 α 混合时,实际上WebGL用到了两个颜色,即源颜色(source color)和目标颜色(destination color),前者是“待混合进去”的颜色,后者是“待被混合进去的颜色”。比如说,我们先绘制了一个三角形,然后在这个三角形之上又绘制了一个三角形,那么在绘制后一个三角形中与前一个三角形重叠区域的像素的时候,就涉及混合操作,需要把后者的颜色“混入”前者中,后者的颜色就是源颜色,而前者的颜色就是目标颜色。


 

示例程序:

 

[javascript] view plain copy
 
  1. gl.blendFunc(gl.SRC_ALPHA, gl.ONE_MINUS_SRC_ALPHA);  

这样,如果源颜色是半透明的绿色(0.0,1.0,0.0,0.4),目标颜色是普通(完全不透明)的黄色(1.0,1.0,0.0,1.0),那么src_factor即源颜色的 α 分量为0.4,而dst_factor则是(1-0.4)=0.6,计算出混合后的颜色就是(0.6,1.0,0.0)。

 

你可以试试将src_factor和dst_factor参数指定为其他的常量,比如,有一种常用的混合方式——加法混合(additive blending),如下所示。加法混合会使被混合的区域更加明亮,通常被用来实现爆炸的光照效果,或者游戏中需要引起玩家注意的任务物品等。

 

[javascript] view plain copy
 
  1. gl.blendFunc(gl.SRC_ALPHA, gl.ONE);  
  2.  

 

案例源代码


                        
 
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport"
          content="width=device-width, user-scalable=no, initial-scale=1.0, maximum-scale=1.0, minimum-scale=1.0">
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
    <title>Title</title>
    <style>
        body {
            margin: 0;
            overflow: hidden;
        }
 
        #canvas {
            margin: 0;
            display: block;
        }
    </style>
</head>
<body onload="main()">
<canvas id="canvas" height="800" width="800"></canvas>
</body>
<script src="/lib/webgl-utils.js"></script>
<script src="/lib/webgl-debug.js"></script>
<script src="/lib/cuon-utils.js"></script>
<script src="/lib/cuon-matrix.js"></script>
<script>
    //设置WebGL全屏显示
    var canvas = document.getElementById("canvas");
    canvas.width = window.innerWidth;
    canvas.height = window.innerHeight;
 
    //顶点着色器
    var VSHADER_SOURCE = "" +
        "attribute vec4 a_Position;\n" +
        "attribute vec4 a_Color;\n" +
        "uniform mat4 u_ModelViewMatrix;\n" +
        "varying vec4 v_Color;\n" +
        "void main(){" +
        "   gl_Position = u_ModelViewMatrix * a_Position;\n" +
        "   v_Color = a_Color;\n" +
        "}\n";
 
    //片元着色器
    var FSHADER_SOURCE = "" +
        "#ifdef GL_ES\n" +
        "precision mediump float;\n" +
        "#endif\n" +
        "varying vec4 v_Color;\n" +
        "void main(){" +
        "   gl_FragColor = v_Color;\n" +
        "}\n";
 
    //声明js需要的相关变量
    var g_eyeX = 30.0, g_eyeY = 0.0, g_eyeZ = 10.0;
 
    function main() {
        var canvas = document.getElementById("canvas");
        var gl = getWebGLContext(canvas);
        if (!gl) {
            console.log("你的浏览器不支持WebGL");
            return;
        }
 
        //初始化着色器
        if (!initShaders(gl, VSHADER_SOURCE, FSHADER_SOURCE)) {
            console.log("无法初始化着色器");
            return;
        }
 
        var n = initVertexBuffers(gl);
        if (n < 0) {
            console.log("无法创建缓冲区");
            return;
        }
 
        //设置视角矩阵的相关信息
        var u_ModelViewMatrix = gl.getUniformLocation(gl.program, "u_ModelViewMatrix");
        if (u_ModelViewMatrix < 0) {
            console.log("无法获取矩阵变量的存储位置");
            return;
        }
 
        //设置底色
        gl.clearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);
        //开启混合功能
        gl.enable(gl.BLEND);
        //指定混合函数
        gl.blendFunc(gl.SRC_ALPHA, gl.ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
 
        //进入场景初始化
        draw(gl, n, u_ModelViewMatrix);
 
        document.onkeydown = function (event) {
            keydown(event, gl, n, u_ModelViewMatrix);
        }
    }
 
    function keydown(event, gl, n, u_ModelViewMatrix) {
        if (event.keyCode == 39) {
            g_eyeX += 1;
        } else if (event.keyCode == 37) {
            g_eyeX -= 1;
        } else if (event.keyCode == 38) {
            g_eyeY += 0.1;
        } else if (event.keyCode == 40) {
            g_eyeY -= 0.1;
        } else {
            return;
        }
 
        draw(gl, n, u_ModelViewMatrix);
    }
 
    function draw(gl, n, u_ModelViewMatrix) {
        //设置视角矩阵的相关信息(视点,视线,上方向)
        var viewMatrix = new Matrix4();
        viewMatrix.setPerspective(10.0, canvas.width / canvas.height, 1.0, 100.0);
        viewMatrix.lookAt(0.0, g_eyeY, 10.0, 0, 0, 0, 0, 1, 0);
 
        //设置模型矩阵的相关信息
        var modelMatrix = new Matrix4();
        modelMatrix.setRotate(g_eyeX, 0, 1, 0);
 
        //计算出模型视图矩阵 viewMatrix.multiply(modelMatrix)相当于在着色器里面u_ViewMatrix * u_ModelMatrix
        var modeViewMatrix = viewMatrix.multiply(modelMatrix);
 
        //将试图矩阵传给u_ViewMatrix变量
        gl.uniformMatrix4fv(u_ModelViewMatrix, false, modeViewMatrix.elements);
 
        gl.clear(gl.COLOR_BUFFER_BIT | gl.DEPTH_BUFFER_BIT);
 
        //绘制图形
        gl.drawArrays(gl.TRIANGLES, 0, n);
 
    }
 
    function initVertexBuffers(gl) {
        var verticesColors = new Float32Array([
            //顶点的坐标和颜色rgba
            0.0, 0.5, -0.2, 0.4, 1.0, 0.4, 0.4, // 绿色三角形,在最后面的三个点
            -0.5, -0.5, -0.2, 0.4, 1.0, 0.4, 0.4,
            0.5, -0.5, -0.2, 1.0, 0.4, 0.4, 0.4,
 
            0.5, 0.4, 0.0, 1.0, 0.4, 0.4, 0.4, // 黄色三角形,在中间的三个点
            -0.5, 0.4, 0.0, 1.0, 1.0, 0.4, 0.4,
            0.0, -0.6, 0.0, 1.0, 1.0, 0.4, 0.4,
 
            0.0, 0.5, 0.2, 0.4, 0.4, 1.0, 0.4,  // 蓝色三角形,在最前面的三个点
            -0.5, -0.5, 0.2, 0.4, 0.4, 1.0, 0.4,
            0.5, -0.5, 0.2, 1.0, 0.4, 0.4, 0.4
        ]);
 
        var n = 9;
 
        //创建缓冲区对象
        var vertexColorBuffer = gl.createBuffer();
        if (!vertexColorBuffer) {
            console.log("无法创建缓冲区对象");
            return -1;
        }
 
        //绑定缓冲区对象并写入数据
        gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, vertexColorBuffer);
        gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, verticesColors, gl.STATIC_DRAW);
 
        //获取数组中一个元素所占的字节数
        var fsize = verticesColors.BYTES_PER_ELEMENT;
 
        //获取顶点位置变量位置
        var a_Position = gl.getAttribLocation(gl.program, "a_Position");
        if (a_Position < 0) {
            console.log("无法获取顶点位置的存储变量");
            return -1;
        }
 
        //对位置的顶点数据进行分配,并开启
        gl.vertexAttribPointer(a_Position, 3, gl.FLOAT, false, fsize * 7, 0);
        gl.enableVertexAttribArray(a_Position);
 
        //获取顶点颜色的变量
        var a_Color = gl.getAttribLocation(gl.program, "a_Color");
        if (a_Color < 0) {
            console.log("无法获取顶点位置的存储变量");
            return -1;
        }
 
        //对位置的顶点数据进行分配,并开启
        gl.vertexAttribPointer(a_Color, 4, gl.FLOAT, false, fsize * 7, fsize * 3);
        gl.enableVertexAttribArray(a_Color);
 
        gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, null);
 
        return n;
    }
</script>
</html>
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