WebGL 多重纹理的使用介绍

WebGL 多重纹理 WebGL 多重纹理 2023-05-16 17:05:00 664人浏览八月长安

摘要

目录引言激活绑定配置分配传递效果代码着色器设置数据缓存区的设置纹理对象的初始化绘制和动态变化小结一下引言基于上篇的内容，纹理中最小的单位是纹素，若干纹素组成一个纹理单元，每个纹理单

引言

基于上篇的内容，纹理中最小的单位是纹素，若干纹素组成一个纹理单元，每个纹理单元用一个number值来管理，那么我们来看看它是如何工作的。

激活

在使用纹理单元之前，得需要激活纹理单元

activeTexture()

参数：

指定准备激活的纹理单元：webGL.TEXTURE0、WEBgl.TEXTURE1...最后的数字表示纹理单元的编号

绑定

这一步，需要告诉WebGL系统纹理对象使用的是何种类型的纹理，在对该对象的操作之前，需要先绑定该对象，这和之前的缓冲区对象的数据写操作类似。

bindTexture(webgl.TEXTURE_2D, texture0)

参数：

webgl.TEXTURE_2D: 二维纹理；webgl.TEXTURE_CUBE_MAP: 立方体纹理
texture0：需要绑定指定的纹理对象

该方法开启纹理对象，以及将纹理对象texture0绑定到纹理单元webgl.TEXTURE0上，之后通过操作纹理单元去操作纹理对象。

配置

这儿主要是对纹理对象具体的信息操作了，例如纹理单元类型、尺寸、是否裁剪、纹理的展示方式（放大或缩小）等，下面我们再一一分析。

texParameteri(target, pname, param)

参数：

target: webgl.TEXTURE_2D或webgl.TEXTURE_CUBE_MAP
pname: webgl.TEXTURE_MAG_FILTER纹理放大，例如16x16的纹理图像映射到32x32的像素空间中；webgl.TEXTURE_MIN_FILTER纹理缩小, 应用场景相反;webgl.TEXTURE_WRAP_S纹理水平轴（ST坐标系统）方向填充；webgl.TEXTURE_WRAP_T纹理T轴方向填充。
param: webgl.LINEAR线性变换，使用距离像素中心最近的四个点，进行线性平均加权，然后作为新的颜色值； webgl.NEAREST最近的距离优先，新的像素值取中心像素的值；CLAMP_TO_EDGE: 设置纹理 S/T 轴方向上的边缘环绕方式为CLAMP_TO_EDGE，即在超出边缘的部分使用纹理边缘的像素颜色填充. webgl.REPEAT纹理重复补充；webgl.MIRRORED_REPEAT:纹理镜像对称式重复

会发现参数pname、param中的参数常量分类比较多，对应的分类是

pname : TEXTURE_MAG_FILTER、TEXTURE_MIN_FILTER
param: NEAREST、LINEAR

和

pname : TEXTURE_WRAP_S、TEXTURE_WRAP_T
param: REPEAT、MIRRORED_REPEAT、CLAMP_TO_EDGE

分配

纹理对象信息配置好后，接着可以将纹理图像分配给纹理对象

webgl.texImage2D(target, level, internalfORMat, format type, image)

参数：

target: webgl.TEXTURE_2D或webgl.TEXTURE_CUBE_MAP
level: 指定纹理缓冲区中要加载的纹理级别，一般为 0
internalformat: 纹理对象内部数据格式，通常使用webgl.RGBA
format: 纹理数据格式，必须与internalformat相同的值
type: 纹理数据类型
image: 纹理对象中image对象

其中的纹理数据类型有：

webgl.UNSIGNED_BYTE： 无符号整型，每个颜色分量占据1字节
webgl.UNSIGNED_SHORT_5_6_5：RGB
webgl.UNSIGNED_SHORT_4_4_4：RGBA
webgl.UNSIGNED_SHORT_5_5_5_1：RGBA

传递

经过上面一系列准备后，我们就可以把最终的纹理单元传递给片元着色器了，这儿就用到了方法 webgl.uniform1i()，上篇这个方法已经说过了，就不再说明了。

主要看看片元着色器中是怎么做的

uniform sampler2D texture;
varying vec2 inUV;
vec4 color1=texture2D(texture, vec2(inUV.x, 1.0 - inUV.y));
gl_FraGColor=color1;

定义了一个可以在外部访问的一种特殊的、专用于纹理对象的数据类型sampler2D,就是对应的纹理单元类型webgl.TEXTURE_2D；如果是webgl.TEXTURE_CUBE_MAP呢,则是samplerCube.
通过uniform1i方法，将纹理对象传递到了片元着色器中的texture变量
inUV接收顶点着色器中的顶点的纹理坐标，当然这里的纹理坐标是在外部设置的
texture2D()在片元着色器中根据纹理坐标获取纹理图像上的纹素的颜色
把获取到的颜色赋值给片元着色器

经过对纹理的加载、设置、映射，剩下的就是绘画了。

webgl.drawArrays(webgl.TRIANGLE_STRIP, 0, 4)

好了，晦涩难懂的概念介绍完了，就把具体的代码贴出来吧!

效果

代码

着色器设置

const VSHADER_SOURCE = `
  attribute vec2 a_position;
  attribute vec2 outUV;
  varying vec2 inUV;
  void main(void){
    gl_Position=vec4(a_position, 0.0, 1.0);
    inUV=outUV;
  }
`
const FSHADER_SOURCE = `
  precision mediump float;
  uniform sampler2D texture;
  uniform sampler2D texture1;
  varying vec2 inUV;
  uniform float anim;
  void main(void){
    vec4 color1=texture2D(texture, vec2(inUV.x, 1.0 - inUV.y));
    vec4 color2=texture2D(texture1, vec2(inUV.x + anim, 1.0 - inUV.y));
    gl_FragColor=color1+color2;
  }
`

数据缓存区的设置

const initBuffer = async () => {
  let positions = [
    0.8, -0.8,
    -0.8, -0.8,
    0.8, 0.8,
    -0.8, 0.8,
  ]
  let pointPosition = new Float32Array(positions)
  let aPsotion = webgl.getAttribLocation(webgl.program, "a_position")
  let triangleBuffer = webgl.createBuffer()
  webgl.bindBuffer(webgl.ARRAY_BUFFER, triangleBuffer)
  webgl.bufferData(webgl.ARRAY_BUFFER, pointPosition, webgl.STATIC_DRAW)
  webgl.enableVertexAttribArray(aPsotion)
  webgl.vertexAttribPointer(aPsotion, 2, webgl.FLOAT, false, 0, 0)
  var texCoords = [
    1, 0,
    0, 0,
    1, 1,
    0, 1,
  ]
  const attribOutUV = webgl.getAttribLocation(webgl.program, "outUV")
  let texCoordBuffer = webgl.createBuffer()
  webgl.bindBuffer(webgl.ARRAY_BUFFER, texCoordBuffer)
  webgl.bufferData(webgl.ARRAY_BUFFER, new Float32Array(texCoords), webgl.STATIC_DRAW)
  webgl.enableVertexAttribArray(attribOutUV)
  webgl.vertexAttribPointer(attribOutUV, 2, webgl.FLOAT, false, 0, 0)
  uniformTexture = webgl.getUniformLocation(webgl.program, "texture")
  uniformTexture1 = webgl.getUniformLocation(webgl.program, "texture1")
  texture0 = await initTexture('/web-gl/landscape.png')
  texture1 = await initTexture("/web-gl/fog.png")
}

主要是设置顶点坐标和纹理坐标的数据

纹理对象的初始化

const initTexture = (imageSrc: string): Promise<WebGLTexture> => {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    let textureHandle = webgl.createTexture()
    const image = new Image()
    image.onload = function () {
      webgl.bindTexture(webgl.TEXTURE_2D, textureHandle)
      webgl.texParameteri(
        webgl.TEXTURE_2D,
        webgl.TEXTURE_WRAP_S,
        webgl.CLAMP_TO_EDGE
      )
      webgl.texParameteri(
        webgl.TEXTURE_2D,
        webgl.TEXTURE_WRAP_T,
        webgl.CLAMP_TO_EDGE
      )
      webgl.texParameteri(
        webgl.TEXTURE_2D,
        webgl.TEXTURE_MIN_FILTER,
        webgl.LINEAR
      )
      webgl.texImage2D(
        webgl.TEXTURE_2D,
        0,
        webgl.RGBA,
        webgl.RGBA,
        webgl.UNSIGNED_BYTE,
        image
      )
      resolve(textureHandle)
    }
    image.onerror = reject
    image.src = imageSrc
  })
}

这儿需要使用异步方法，因为需要在image.onload方法中返回设置信息数据后的纹理对象。在 webgl 的纹理加载中，由于图片是异步加载的，因此我们需要使用 Promise 来处理加载完毕后的回调函数。

绘制和动态变化

const updateCount = () => {
  count = count + 0.001
  if (count >= 1.14) {
    count = -1.0
  }
}
const draw = () => {
  webgl.clearColor(0.0, 1.0, 1.0, 1.0)
  webgl.clear(webgl.COLOR_BUFFER_BIT | webgl.DEPTH_BUFFER_BIT)
  webgl.enable(webgl.DEPTH_TEST)
  //纹理变动
  uniformAnim = webgl.getUniformLocation(webgl.program, "anim");
  updateCount()
  webgl.uniform1f(uniformAnim, count);
  webgl.activeTexture(webgl.TEXTURE0)
  webgl.bindTexture(webgl.TEXTURE_2D, texture0)
  webgl.uniform1i(uniformTexture, 0)
  webgl.activeTexture(webgl.TEXTURE1)
  webgl.bindTexture(webgl.TEXTURE_2D, texture1)
  webgl.uniform1i(uniformTexture1, 1)
  webgl.drawArrays(webgl.TRIANGLE_STRIP, 0, 4)
  requestAnimationFrame(draw)
}

具体的代码就是这些了。