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WebGL底层着色器编写

网易Three.js可视化企业实战WEBGL课2023全面升级版

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WebGL是一种基于OpenGL的图形API，用于在浏览器中呈现3D和2D图形。它依赖于着色器来处理数据并渲染图像。

在这里，我们将深入了解WebGL底层的着色器编写过程，以及如何编写自定义着色器来创建各种效果。

什么是WebGL着色器？

在WebGL中，着色器是用于在GPU上处理数据的程序。它们被用来渲染场景中的几何图形，并决定每个像素的输出颜色。WebGL着色器由两种类型组成：顶点着色器和片元着色器。

顶点着色器

顶点着色器是在渲染前对所有顶点进行计算的程序。它们接受输入顶点并转换它们的位置，大小和方向等属性，以及任何其他的自定义操作。最终输出的是顶点的变换坐标等信息。

以下是一个简单的顶点着色器示例：

glsl复制代码attribute vec3 position; void main() { gl_Position = vec4(position, 1.0); }

在这个着色器中，我们声明了一个名为position的顶点属性，并将其传递到着色器中。然后，我们通过vec4(position, 1.0)计算出变换后的顶点坐标，并将其赋值给gl_Position变量。

片元着色器

片元着色器是在顶点着色器完成后对每个像素进行计算的程序。它们接受输入像素并计算输出颜色和透明度等属性。最终输出的是渲染场景中每个像素的颜色值等信息。

以下是一个简单的片元着色器示例：

glsl复制代码void main() { gl_FragColor = vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0); }

在这个着色器中，我们直接将红色颜色值vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0)传递给gl_FragColor变量，以此渲染出场景中所有像素的红色。

如何编写自定义着色器？

为了创建自己的WebGL着色器，您需要了解如何使用着色器语言GLSL（OpenGL Shading Language）。GLSL是一种基于C语言的语言，用于编写着色器程序。

以下是编写自定义WebGL着色器的步骤：

编写顶点着色器程序

顶点着色器程序应该包括两个主要部分：顶点属性和main函数。首先，声明所有需要用到的顶点属性。然后，编写main函数来对每个顶点进行计算，并输出变换后的位置信息。

编写片元着色器程序

片元着色器程序应该只包括一个main函数，它接受输入像素并计算输出颜色和透明度等属性。

将着色器程序与WebGL上下文链接

使用createShader()方法创建一个新的shader对象，并使用shaderSource()方法将GLSL代码传递给它。然后，使用compileShader()方法编译着色器。最后，将顶点着色器和片元着色器链接在一起，形成一个可用于渲染场景的程序。

在WebGL上下文中启用着色器程序

使用useProgram()方法启用您的着色器程序。这将使WebGL使用您的着色器来渲染