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第一话，准备工作(blog.wysaid.org)

第一步

观看本教程时，请先确保自己有一定的编程基础，我不会给你讲什么javascript的基础语法的。

但鉴于一般学编程的人不一定懂网页页面设计，我会附带少量DIV,CSS这方面必备的知识。

那么，废话不多说，开始吧。做一件事千万不能着急，磨刀不误砍柴工这个道理相信大家都懂。

做一件事之前先做充足/一定/少量是非常有必要的。比如WebGL做出来的东西肯定是显示在图形界面上的，而不是一个只有功能的控制台程序，那么我们首先应该准备的就是一个简单优雅的界面。

需要了解的知识(为了便于显示，我会给所有的div元素加上边框):div标签是网页设计里面用得非常多的，用于控制网页显示的元素。我们也将用到它来控制显示的界面，包括位置、大小以及可能会处理的鼠标事件等等。此外，我们还需要一个按钮，来点击以运行出结果。

如下：

第二步

本教程为WebGL教程，所以，现在必须引入canvas，你可能知道，从canvas里面创建名叫”2d”的上下文进行绘图。也就是大家所乐道HTML5方式，但是WebGL使用的方式为”experimental-webgl”或者”webgl”，如果后者创建不成功，那么请试试前者，本教程使用前者。

请不要用爪机观看本教程，适当的动手有助于进步。以及，你必须先安装一个支持WebGL的浏览器(IE11+,chrome,firefox,opera等)

为了便于控制，我们将canvas元素写在刚才的div里面:

也许你看不出来canvas已经写进去了，那么你可以试着多点几下上面的run，我将用html5方式在上面的canvas上画出一个红色矩形

第三步

前面说了半天，还没真正说到WebGL本身。那么经过上面两小节的描述，现在进入我们的第一个WebGL小程序:hello webgl

首先，你需要初始化webgl，以获得一个上下文，让浏览器知道你想绘图到什么地方。代码类似于这样：

var webgl = null;
function webglInit() {
    var myCanvasObject = document.getElementById("webglView");
    var myDivObject = document.getElementById("containerView");
    webgl = myCanvasObject.getContext("experimental-webgl");
    if (webgl == null) alert("你的浏览器不支持webgl");
    webgl.viewport(0, 0, myDivObject.clientWidth, myDivObject.clientHeight);
}

var webgl = null;

function webglInit() {

var myCanvasObject = document.getElementById("webglView");

var myDivObject = document.getElementById("containerView");

webgl = myCanvasObject.getContext("experimental-webgl");

if (webgl == null) alert("你的浏览器不支持webgl");

webgl.viewport(0, 0, myDivObject.clientWidth, myDivObject.clientHeight);

}

千万注意上面注释部分那一句，viewport设置的宽高是div的宽高，而不是canvas的，也许你想知道为什么，那么我解释一下：在设计中，你不一定想让canvas具有固定的大小，所以你可能用css控制了元素随着浏览器窗口的变化而变动，但是canvas的宽高属性是独立出来的，不受style控制，即便根据父元素改变了大小，直接获取的宽高值也不对。这里有两种解决办法，一是像上面那样写，二是使用js代码响应每一次窗口大小的变动，把canvas对象的width和height重设。后面如果涉及到复杂一点的布局的时候再讨论。

这里获取到了webgl对象，接下来就要创建Shader对象了。为了节省篇幅，后面的就不写容错代码，只写功能了:

var vertexShaderObject = null;
var fragmentShaderObject = null;
function shaderInitWithVertexAndFragmentShader(vsh, fsh) {
    webgl.shaderSource(vertexShaderObject, vsh);
    webgl.shaderSource(fragmentShaderObject, fsh);
    webgl.compileShader(vertexShaderObject);
    webgl.compileShader(fragmentShaderObject);
}

var vertexShaderObject = null;

var fragmentShaderObject = null;

function shaderInitWithVertexAndFragmentShader(vsh, fsh) {

webgl.shaderSource(vertexShaderObject, vsh);

webgl.shaderSource(fragmentShaderObject, fsh);

webgl.compileShader(vertexShaderObject);

webgl.compileShader(fragmentShaderObject);

}

上面这一步获取到了Shader Object对象，那么，再接下来当然是ShaderProgram了，有了program可就差不多大功告成了。

var programObject;
var v4PositionIndex;
function initShaderProgram(positionName) {
    programObject = webgl.createProgram();
    webgl.attachShader(programObject, vertexShaderObject);
    webgl.attachShader(programObject, fragmentShaderObject);
    webgl.bindAttribLocation(programObject, v4PositionIndex, positionName);
    webgl.linkProgram(programObject);
    if (!webgl.getProgramParameter(programObject, webgl.LINK_STATUS)) {
        alert(webgl.getProgramInfoLog(programObject));
        return;
    }
    webgl.useProgram(programObject);
}

var programObject;

var v4PositionIndex;

function initShaderProgram(positionName) {

programObject = webgl.createProgram();

webgl.attachShader(programObject, vertexShaderObject);

webgl.attachShader(programObject, fragmentShaderObject);

webgl.bindAttribLocation(programObject, v4PositionIndex, positionName);

webgl.linkProgram(programObject);

if (!webgl.getProgramParameter(programObject, webgl.LINK_STATUS)) {

alert(webgl.getProgramInfoLog(programObject));

return;

}

webgl.useProgram(programObject);

}

是的，代码就这么简单，我们快要看到我们的第一个webgl程序了。写了一堆辅助函数，下面就要调用它们了，但是调用就要直接写吗？不，我说了，磨刀不误砍柴工。初学一样东西，把准备工作做足，后面才方便继续。因为我们的demo是随着我们的努力不断进步了。不要说学到下一章我们就把第一章的内容丢掉这样的话。我们将在此基础上不断完善，所以这个demo的功能必须写得稍微分开一点。

接下来就是一步完成绘制的函数，加上它，就相当于我们的第一个webgl程序了：

function renderWebGL(vertices, vSize, vLen, vsh, fsh, positionName) {
    webglInit();
    shaderInitWithVertexAndFragmentShader(vsh, fsh);
    initShaderProgram(positionName);
    var buffer = webgl.createBuffer();
    webgl.bindBuffer(webgl.ARRAY_BUFFER, buffer);
    webgl.bufferData(webgl.ARRAY_BUFFER, new Float32Array(vertices), webgl.STATIC_DRAW);
    webgl.enableVertexAttribArray(v4PositionIndex);
    webgl.vertexAttribPointer(v4PositionIndex, vSize, webgl.FLOAT, false, 0, 0);
    webgl.clearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);
    webgl.clear(webgl.COLOR_BUFFER_BIT);
    webgl.drawArrays(webgl.TRIANGLE_STRIP, 0, vLen);
}

function renderWebGL(vertices, vSize, vLen, vsh, fsh, positionName) {

webglInit();

shaderInitWithVertexAndFragmentShader(vsh, fsh);

initShaderProgram(positionName);

var buffer = webgl.createBuffer();

webgl.bindBuffer(webgl.ARRAY_BUFFER, buffer);

webgl.bufferData(webgl.ARRAY_BUFFER, new Float32Array(vertices), webgl.STATIC_DRAW);

webgl.enableVertexAttribArray(v4PositionIndex);

webgl.vertexAttribPointer(v4PositionIndex, vSize, webgl.FLOAT, false, 0, 0);

webgl.clearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);

webgl.clear(webgl.COLOR_BUFFER_BIT);

webgl.drawArrays(webgl.TRIANGLE_STRIP, 0, vLen);

}

第四步

虽然我说我们的第一个WebGL程序已经写完了，但是不是还感觉少了写什么？对，那就是显示。上面所有的代码相当于对WebGL的一个简单封装，我们要让它显示点什么东西出来才对。让我们的应用我们的封装吧：

//使用上面封装的函数在绘制一个渐变色三角形, 由于前面封装的功劳，我们现在可以绘制很多东西而只需要提供shader文本代码和顶点就行了。
function renderTriangle()
{
	var vertices = 
	[
		0.0, 0.5,
		-0.5, -0.5,
		0.5, -0.5,
	];
	var vsh = 
		"precision mediump float;" + 
		"attribute vec4 position;" +
		"varying vec2 textureCoordinate;" +
		"void main()" +
		"{" +
		"	gl_Position = position;" +
		"	textureCoordinate = position.xy + 0.5;" +
		"}";
	var fsh = 
		"precision mediump float;" +
		"varying vec2 textureCoordinate;" +
		"void main()" +
		"{" +
		"	gl_FragColor = vec4(textureCoordinate, 0.0, 1.0);" +
		"}";
	
	renderWebGL(vertices, 2, 3, vsh, fsh, "position");
}

function renderRectangle()
{
	var vertices = 
	[
		0.5, 0.5,
		0.5, -0.5,
		-0.5, 0.5,
		-0.5, -0.5
	];
	var vsh = 
		"precision mediump float;" + 
		"attribute vec4 position;" +
		"varying vec2 textureCoordinate;" +
		"void main()" +
		"{" +
		"	gl_Position = position;" +
		"	textureCoordinate = position.xy + 0.5;" +
		"}";
	var fsh = 
		"precision mediump float;" +
		"varying vec2 textureCoordinate;" +
		"void main()" +
		"{" +
		"	gl_FragColor = vec4(textureCoordinate, 0.0, 1.0);" +
		"}";
	
	renderWebGL(vertices, 2, 4, vsh, fsh, "position");
}

function renderCircle()
{
	var vertices = 
	[
		1.0, 1.0,
		1.0, -1.0,
		-1.0, 1.0,
		-1.0, -1.0
	];
	var vsh = 
		"precision mediump float;" + 
		"attribute vec4 position;" +
		"varying vec2 textureCoordinate;" +
		"void main()" +
		"{" +
		"	gl_Position = position;" +
		"	textureCoordinate = position.xy;" +
		"}";
	var fsh = 
		"precision mediump float;" +
		"varying vec2 textureCoordinate;" +
		"void main()" +
		"{" +
		"	if(length(textureCoordinate) < 0.5)" +
		"		gl_FragColor = vec4(textureCoordinate + 0.5, 0.0, 1.0);" +
		"	else gl_FragColor = vec4(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);" +
		"}";	
	renderWebGL(vertices, 2, 4, vsh, fsh, "position");
}

//使用上面封装的函数在绘制一个渐变色三角形, 由于前面封装的功劳，我们现在可以绘制很多东西而只需要提供shader文本代码和顶点就行了。

function renderTriangle()

{

var vertices =

[

0.0, 0.5,

-0.5, -0.5,

0.5, -0.5,

];

var vsh =

"precision mediump float;" +

"attribute vec4 position;" +

"varying vec2 textureCoordinate;" +

"void main()" +

"{" +

" gl_Position = position;" +

" textureCoordinate = position.xy + 0.5;" +

"}";

var fsh =

"precision mediump float;" +

"varying vec2 textureCoordinate;" +

"void main()" +

"{" +

" gl_FragColor = vec4(textureCoordinate, 0.0, 1.0);" +

"}";

renderWebGL(vertices, 2, 3, vsh, fsh, "position");

}

function renderRectangle()

{

var vertices =

[

0.5, 0.5,

0.5, -0.5,

-0.5, 0.5,

-0.5, -0.5

];

var vsh =

"precision mediump float;" +

"attribute vec4 position;" +

"varying vec2 textureCoordinate;" +

"void main()" +

"{" +

" gl_Position = position;" +

" textureCoordinate = position.xy + 0.5;" +

"}";

var fsh =

"precision mediump float;" +

"varying vec2 textureCoordinate;" +

"void main()" +

"{" +

" gl_FragColor = vec4(textureCoordinate, 0.0, 1.0);" +

"}";

renderWebGL(vertices, 2, 4, vsh, fsh, "position");

}

function renderCircle()

{

var vertices =

[

1.0, 1.0,

1.0, -1.0,

-1.0, 1.0,

-1.0, -1.0

];

var vsh =

"precision mediump float;" +

"attribute vec4 position;" +

"varying vec2 textureCoordinate;" +

"void main()" +

"{" +

" gl_Position = position;" +

" textureCoordinate = position.xy;" +

"}";

var fsh =

"precision mediump float;" +

"varying vec2 textureCoordinate;" +

"void main()" +

"{" +

" if(length(textureCoordinate) < 0.5)" +

" gl_FragColor = vec4(textureCoordinate + 0.5, 0.0, 1.0);" +

" else gl_FragColor = vec4(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);" +

"}";

renderWebGL(vertices, 2, 4, vsh, fsh, "position");

}

好的，第一期教程到此为止，请关注lesson 2。系列教程地址:webgl-lesson.wysaid.org

10 thoughts on “【WebGL教程】Lesson 1”

PWvyy说道：

2016 年 12 月 26 日下午 5:41

这个更刺ｃ激，准备好手纸哦 A 片。。２８８ｄ．ｐｗ
yamakasiluke说道：

2015 年 12 月 19 日上午 11:37

出问题的同学,不要用给出的代码,要用源码
你猜我是谁说道：

2014 年 3 月 26 日下午 10:58

我晕。。。
就是我在canvas外面加了div了还是不得行
1. wysaid说道：
  
  2014 年 3 月 27 日下午 9:51
  
  你把你没弄成功的页面发给我看看吧。也许弄知道什么原因
你猜我是谁说道：

2014 年 3 月 26 日下午 10:56

<!–
Your browser doesn’t support the HTML5 element canvas.

–!>
你猜我是谁说道：

2014 年 3 月 26 日下午 10:54

Your browser doesn’t support the HTML5 element canvas.

这个样子还是不得行呢？
你猜我是谁说道：

2014 年 3 月 25 日上午 10:51

大师兄，你是如何在文章里使用canvas元素的？我使用它，浏览器会无法识别？
但是单独的页面就可以。
1. wysaid说道：
  
  2014 年 3 月 26 日下午 3:11
  
  给canvas元素外面加上一个div框起来哈
AntiMoron说道：

2013 年 12 月 26 日下午 1:35

大师兄，我照着你写的。
http://codepad.org/4zviSmWz

总是提示vertexShaderCompile Error
fragmentShaderCompileError.
告诉missing shaders.

能帮我看下是怎么回事吗？里面的封装基本都是你的。
1. wysaid说道：
  
  2013 年 12 月 26 日下午 1:38
  
  直接看这篇文章的下一篇lesson 2，开头我给出了这一篇用到的代码，你好好对比一下~

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