20 WebGL使用纹理贴图

2018-03-04 02:44:17 人阅读

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案例解析

 

WebGL中纹理的限制

WebGL中的纹理需要注意一点,所使用的图片数据的大小必须是2的阶乘,横竖的像素长度大小必须是32x32,128x128等2的阶乘的形式。

 

当然,做一些处理的话,不是2的阶乘的图片数据也是可以用的,但是基本上作为纹理使用的图像数据的大小必须是2的阶乘。

另外,看一下普通的网页就能感觉到,网页上的图片数据的读取是要花一点时间的,在进行纹理转换的话,必须是在图片读取完之后才行,这里需要做一些特殊的处理,如果对JavaScript不太熟悉的话可能会无从下手,这个后面会说。

 

为什么需要纹理?

因为不可能所有的图像都靠代码生成,那是在浪费生命。

这一部分由于WebGL的安全机制,必须开启服务获取,或者允许浏览器访问本地文件,要不然WebGL无法获取文件。

这次代码共分成了五大部分:

 

第一部分增加上了varying变量。

第二部分初始化WebGL。

第三部分绘制顶点信息。

第四部分主要是创建了纹理对象,和通过浏览器加载图片并且触发设置纹理的相关信息的方法。

重要的就是第五部分,在之前没有接触过的纹理相关的信息设置api:

首先要明白纹理的坐标问题:

为了将纹理坐标和广泛的使用的xy坐标区分开来,WebGL使用s和t命名纹理坐标,如图。

我们的任务是什么呢?

就是将图片映射到WebGL上面

我们在initVertexBuffers()里面的数据内添加了纹理的坐标,来达到上图的匹配。

首先需要创建gl.createTexture()了纹理对象:

对应的还有gl.deleteTexture()来删除纹理对象

如果删除一个已经被删除的纹理对象时,不会报错也不会产生任何影响。

在等待图片被浏览器加载成功后,就会调用loadTexture()方法进行设置WebGL的相关纹理信息。

第一个方法gl.pixelStorei()是对图像进行Y轴反转,才能正确的将图像映射到图形上。

然后激活纹理单元gl.activeTexture(),每个纹理单元有一个单元编号来管理纹理图像。即使你的程序只需要一张纹理图像,也得为其指定一个纹理单元。

然后需要绑定纹理对象gl.bindTexture(),这一点与缓冲区很像,写入数据之前需要绑定。

WebGL支持两种类型的纹理:

案例使用的二维图像,所以传入了gl.TEXTURE_2D

纹理对象绑定成功后,就可以进行纹理对象的参数进行配置gl.texParameteri():

参数设置完成以后,就需要将纹理图像分配给纹理对象gl.texImage2D():

这里的L(流明)表示我们感知到的物体表面的亮度。通常使用物体表面红、绿、蓝颜色分量值得加权平均来计算流明。

一旦将纹理图像传入WebGL系统,就必须将其传入片元着色器并映射到图形的表面上去。

在39行,我们使用uniform声明了一个texture2D类型的u_Sampler变量来表示纹理,因为纹理图像不会随着片元变化。

而表示纹理对象的unifrom变量必须声明为一种特殊的、专用于纹理对象的数据类型。如图:

在代码的156行,我们使用了gl.uniform1i(),指定纹理单元编号将纹理对象传递给u_Sampler,由于案例的纹理对象被绑定到了gl.TEXTURE0上面,第二个参数为0。

 

由于我们是使用的varying变量从顶点着色器内将变量传到片元着色器里面,片元着色器和顶点着色器内的同名、同类型的varying变量可以用来在两者之间传输数据。顶点之间的片元的纹理坐标会在光栅化的过程中内插出来,所以在片元着色器中,我们使用的是内插后的纹理坐标。

在片元着色器中,第四十二行的代码使用了GLSL ES内置函数texture2D()来抽取纹素颜色,然后把从纹理上获取到的颜色,逐片元的赋值到图形上面。

这个函数时内置的,留意一下其参数和返回值

 

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;
            text-align: center;
        }
 
        #canvas {
            margin: 0;
        }
    </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>
    /*第一部分顶点着色器接收顶点的纹理坐标,传递给片元着色器*/
    var VSHADER_SOURCE = "" +
        "attribute vec4 a_Position;\n" +//
        "attribute vec2 a_TexCoord;\n" +//
        "varying vec2 v_TexCoord;\n" +//
        "void main(){\n" +
        "   gl_Position = a_Position;\n" +
        "   v_TexCoord = a_TexCoord;\n" +//
        "}\n";
 
    var FSHADER_SOURCE = "" +
        "precision mediump float;\n" +//
        "uniform sampler2D u_Sampler;\n" +//
        "varying vec2 v_TexCoord;\n" +//
        "void main(){\n" +
        "   gl_FragColor = texture2D(u_Sampler,v_TexCoord);\n" +//
        "}\n";
 
    /*第二部分 main()方法 初始化着色器,设置顶点信息,调用配置纹理方法*/
    function main() {
        var canvas = document.getElementById("canvas");
        var gl = getWebGLContext(canvas);
        if(!gl){
            console.log("你的电脑不支持WebGL!");
            return;
        }
        if(!initShaders(gl,VSHADER_SOURCE,FSHADER_SOURCE)){
            console.log("初始化着色器失败!");
            return;
        }
 
        //设置顶点的相关信息
        var n = initVertexBuffers(gl);
 
        if(n < 0){
            console.log("无法获取到点的数据");
            return;
        }
 
        //配置纹理
        if(!initTextures(gl,n)){
            console.log("无法配置纹理");
            return;
        }
 
    }
 
    /*第三部分 initVertexBuffers() 设置顶点坐标和纹理坐标 调用initTextures()进行下一步处理*/
    function initVertexBuffers(gl) {
        var verticesSizes = new Float32Array([
            //四个顶点的位置和纹理数据
            -0.5,0.5,0.0,1.0,
            -0.5,-0.5,0.0,0.0,
            0.5,0.5,1.0,1.0,
            0.5,-0.5,1.0,0.0
        ]);
 
        var n = 4;
        var vertexSizeBuffer = gl.createBuffer();
        if(!vertexSizeBuffer){
            console.log("无法创建缓冲区");
            return -1;
        }
        gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER,vertexSizeBuffer);
        gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER,verticesSizes,gl.STATIC_DRAW);
        var a_Position = gl.getAttribLocation(gl.program,"a_Position");
        if(a_Position < 0){
            console.log("无法获取到存储位置");
            return;
        }
 
        //获取数组一个值所占的字节数
        var fsize = verticesSizes.BYTES_PER_ELEMENT;
 
        //将顶点坐标的位置赋值
        gl.vertexAttribPointer(a_Position,2,gl.FLOAT,false,fsize*4,0);
        gl.enableVertexAttribArray(a_Position);
 
        //将顶点的纹理坐标分配给a_TexCoord并开启它
        var a_TexCoord = gl.getAttribLocation(gl.program,"a_TexCoord");
        if(a_TexCoord < 0){
            console.log("无法获取到存储位置");
            return;
        }
 
        //将纹理坐标赋值
        gl.vertexAttribPointer(a_TexCoord,2,gl.FLOAT,false,fsize*4,fsize*2);
        gl.enableVertexAttribArray(a_TexCoord);
        return n;
    }
 
    /*第四部分 initTextures() 创建纹理对象 并调用纹理绘制方法*/
    function initTextures(gl,n) {
        var texture = gl.createTexture();//创建纹理对象
        if(!texture){
            console.log("无法创建纹理对象");
            return;
        }
 
        //获取u_Sampler的存储位置
        var u_Sampler = gl.getUniformLocation(gl.program,"u_Sampler");
        if(u_Sampler < 0){
            console.log("无法获取变量的存储位置");
            return;
        }
 
        //创建Image对象,并绑定加载完成事件
        var image = new Image();
        image.onload = function () {
            loadTexture(gl,n,texture,u_Sampler,image);
        };
 
        image.src = "/lib/textures/crate.gif";
        return true;
    }
 
    /*第五部分 设置纹理相关信息供WebGL使用,并进行绘制*/
    function loadTexture(gl,n,texture,u_Sampler,image) {
        //对纹理图像进行y轴反转
        gl.pixelStorei(gl.UNPACK_FLIP_Y_WEBGL,1);
        //开启0号纹理单元
        gl.activeTexture(gl.TEXTURE0);
        //向target绑定纹理对象
        gl.bindTexture(gl.TEXTURE_2D,texture);
        //配置纹理参数
        gl.texParameteri(gl.TEXTURE_2D,gl.TEXTURE_MIN_FILTER,gl.LINEAR);
        //配置纹理图像
        gl.texImage2D(gl.TEXTURE_2D,0,gl.RGB,gl.RGB,gl.UNSIGNED_BYTE,image);
        //将0号纹理传递给着色器
        gl.uniform1i(u_Sampler,0);
 
        //绘制
        gl.clearColor(0.0,0.0,0.0,1.0);
 
        gl.clear(gl.COLOR_BUFFER_BIT);
 
        gl.drawArrays(gl.TRIANGLE_STRIP,0,n);
    }
 
</script>
</html>
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