JavaScript|JavaScript WebGL 使用图片 JavaScriptWebGL使用图片

引子 JavaScript WebGL 设置颜色效果始终有限，这时候就会想到使用图片，这就涉及到 WebGL 中的纹理使用，比预想中要麻烦的多。

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使用图片纹理(texture)可以用来添加模拟物体的细节，在 3D 游戏中各种模拟的物体都使用了纹理。在绘制矩形的基础上主要有以下几个方面的变化：

数据
顶点着色器
片元着色器
缓冲纹理坐标数据
加载并创建纹理
绘制

数据
先准备一张图片，然后为了把纹理映射到对应的矩形上，需要指定矩形每个顶点各自对应纹理的那个位置。
纹理二维坐标在 x 和 y 轴上，范围为 0 到 1 之间。纹理坐标起于(0, 0)，对应图片的左下角，终于(1, 1)，对应图片的右上角。所以对应的纹理坐标为：

const texCoords = [ 1.0, 1.0, // 右上角 0.0, 1.0, // 左上角 0.0, 0.0, // 左下角 1.0, 0.0, // 右下角 ];

顶点着色器
纹理坐标需要进行缓冲并进行传递，在顶点着色器中增加了变量 aVertexTextureCoord ，其值会传递到片元着色器。

const source = ` attribute vec3 aVertexPos; attribute vec2 aVertexTextureCoord; varying highp vec2 vTextureCoord; void main(void){ gl_Position = vec4(aVertexPos, 1); vTextureCoord = aVertexTextureCoord; } `;

片元着色器
在片元着色器中接受纹理坐标，定义纹理采样器 uSampler ，注意这个是全局变量，在任何阶段都可以访问，目前还没有值。内置的方法 texture2D 获得最终的颜色。

const fragmentSource = ` varying highp vec2 vTextureCoord; uniform sampler2D uSampler; void main(void){ gl_FragColor = texture2D(uSampler, vTextureCoord); } `;

缓冲纹理坐标数据
纹理坐标数据同样需要进入缓冲。

/** * 缓冲纹理坐标数据并激活 * @param {*} gl WebGL 上下文 * @param {*} shaderProgram 着色器程序 * @param {*} data 纹理坐标数据 */ function setTextureBuffers(gl, shaderProgram, data) { // 创建空白的缓冲对象 const buffer = gl.createBuffer(); // 绑定目标 gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, buffer); // WebGL 不支持直接使用 JavaScript 原始数组类型，需要转换 const dataFormat = new Float32Array(data); // 初始化数据存储 gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, dataFormat, gl.STATIC_DRAW); // 获取对应数据索引 const texCoord = gl.getAttribLocation( shaderProgram, "aVertexTextureCoord" ); // 解析顶点数据 gl.vertexAttribPointer(texCoord, 2, gl.FLOAT, false, 0, 0); // 启用顶点属性，顶点属性默认是禁用的。 gl.enableVertexAttribArray(texCoord); }

加载并创建纹理
要保证图片加载完成后才能使用。得到图片数据后需要创建纹理对象。

function loadImage(gl) { var img = new Image(); img.onload = (e) => { createTexture(gl, e.target); }; img.src = "https://www.it610.com/article/1.jpg"; }function createTexture(gl, source) { const texture = gl.createTexture(); gl.bindTexture(gl.TEXTURE_2D, texture); // 反转图片 Y 轴方向 gl.pixelStorei(gl.UNPACK_FLIP_Y_WEBGL, true); // 纹理坐标水平填充 s gl.texParameteri(gl.TEXTURE_2D, gl.TEXTURE_WRAP_S, gl.CLAMP_TO_EDGE); // 纹理坐标垂直填充 t gl.texParameteri(gl.TEXTURE_2D, gl.TEXTURE_WRAP_T, gl.CLAMP_TO_EDGE); // 纹理放大处理 gl.texParameteri(gl.TEXTURE_2D, gl.TEXTURE_MAG_FILTER, gl.LINEAR); // 纹理缩小处理 gl.texParameteri(gl.TEXTURE_2D, gl.TEXTURE_MIN_FILTER, gl.LINEAR); // 图片数据赋给纹理对象 gl.texImage2D( gl.TEXTURE_2D, 0, gl.RGBA, gl.RGBA, gl.UNSIGNED_BYTE, source ); // 激活纹理 gl.activeTexture(gl.TEXTURE0); }

createTexture 创建纹理对象，接着使用 bindTexture 并绑定到对应的目标，这里是二维的图片，第一个参数值取 gl.TEXTURE_2D 表示二维纹理，第二个参数是纹理对象，当为 null 时表示取消绑定。绑定之后才能对纹理进行进一步操作。
pixelStorei 方法对图像进行反转 Y 方向坐标，这是因为图片的坐标系统和纹理参考的坐标系不一样。
texParameteri 方法设置纹理的各种参数，这里需要特地说明一下，如果希望使用各种尺寸的图片，需要对水平和垂直填充进行上面的设置，否则只能显示特定尺寸的图片。
texImage2D 方法把纹理源赋值给纹理对象，这里就是把图像的像素数据传给纹理对象，这样才能在绘制纹理的时候看到图像。
activeTexture 方法激活指定的纹理，纹理单元的范围是 0 到 gl.MAX_COMBINED_TEXTURE_IMAGE_UNITS - 1 ，这里只有一个，取值为 gl.TEXTUREI0 。默认的第一个纹理单元总是激活的，所以这行代码可以去掉。
绘制
【JavaScript|JavaScript WebGL 使用图片】在片元着色器中声明的全局变量，绘制时使用 uniform1i 方法指定对应的值，第二个参数表示纹理单元，这里 0 就是第一个纹理单元。

/** * 绘制 * @param {*} gl WebGL 上下文 * @param {*} shaderProgram 着色器程序 */ function draw(gl, shaderProgram) { // 获取纹理采样器 const samplerUniform = gl.getUniformLocation(shaderProgram, "uSampler"); // 指定全局变量关联的纹理单元 gl.uniform1i(samplerUniform, 0); gl.drawElements(gl.TRIANGLES, 6, gl.UNSIGNED_SHORT, 0); }

效果这是示例，效果如下：