01：WebGL简介、示例、应用场景

还是大剑师兰特：曾是美国某知名大学计算机专业研究生，现为航空航海领域高级前端工程师；CSDN知名博主，GIS领域优质创作者，深耕openlayers、leaflet、mapbox、cesium，canvas，webgl，echarts等技术开发，欢迎加底部微信（gis-dajianshi），一起交流。

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文章目录

一、WebGL简介

WebGL（Web Graphics Library）是一种开放标准的API，用于在Web浏览器中渲染交互式的3D和2D图形，无需任何插件。它基于OpenGL ES 2.0规范，并使用JavaScript作为接口，允许开发者直接利用GPU的硬件加速功能。WebGL通过HTML5的<canvas>元素来获取上下文，并使用GLSL ES（OpenGL Shading Language for Embedded Systems）来编写着色器程序。

二、示例代码

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下面是一个简单的WebGL示例代码，用于在屏幕上渲染一个红色的矩形：

<!DOCTYPE html>
<html>
<body>
<canvas id="glcanvas" width="800" height="400"></canvas>
<script>
  var canvas = document.getElementById('glcanvas');
  var gl = canvas.getContext('webgl');

  // 初始化着色器
  function createShader(gl, type, source) {
    var shader = gl.createShader(type);
    gl.shaderSource(shader, source);
    gl.compileShader(shader);
    var success = gl.getShaderParameter(shader, gl.COMPILE_STATUS);
    if (success) {
      return shader;
    }
  
    console.log(gl.getShaderInfoLog(shader));
    gl.deleteShader(shader);
  }

  function createProgram(gl, vertexShader, fragmentShader) {
    var program = gl.createProgram();
    gl.attachShader(program, vertexShader);
    gl.attachShader(program, fragmentShader);
    gl.linkProgram(program);
    var success = gl.getProgramParameter(program, gl.LINK_STATUS);
    if (success) {
      return program;
    }
  
    console.log(gl.getProgramInfoLog(program));
    gl.deleteProgram(program);
  }

  // 定义顶点着色器
  var vsSource =
    'attribute vec4 a_position;' +
    'void main() {' +
    '  gl_Position = a_position;' +
    '}';

  // 定义片段着色器
  var fsSource =
    'precision mediump float;' +
    'void main() {' +
    '  gl_FragColor = vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0);' +
    '}';

  var vertexShader = createShader(gl, gl.VERTEX_SHADER, vsSource);
  var fragmentShader = createShader(gl, gl.FRAGMENT_SHADER, fsSource);

  var program = createProgram(gl, vertexShader, fragmentShader);
  gl.useProgram(program);

  // 定义顶点数据
  var positionBuffer = gl.createBuffer();
  gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, positionBuffer);
  gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, new Float32Array([
    -0.5, 0.5,
    -0.5, -0.5,
    0.5, 0.5,
    0.5, -0.5,
  ]), gl.STATIC_DRAW);

  // 设置顶点属性
  var positionAttributeLocation = gl.getAttribLocation(program, 'a_position');
  gl.enableVertexAttribArray(positionAttributeLocation);
  gl.vertexAttribPointer(positionAttributeLocation, 2, gl.FLOAT, false, 0, 0);

  // 渲染循环
  function render() {
    gl.clearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);
    gl.clear(gl.COLOR_BUFFER_BIT);
    gl.drawArrays(gl.TRIANGLE_STRIP, 0, 4);
    requestAnimationFrame(render);
  }
  render();
</script>
</body>
</html>

三、应用场景

WebGL的应用非常广泛，涵盖了多个领域，包括但不限于：

游戏开发：WebGL被广泛应用于开发高质量的网页游戏，如第一人称射击游戏、赛车游戏和策略游戏。
虚拟现实（VR）和增强现实（AR）：WebGL与WebVR和WebXR技术结合，可以实现在浏览器中的VR/AR体验。
数据可视化：用于复杂的数据集可视化，如地理信息系统（GIS）、科学数据和金融数据分析。
3D建模和CAD：在线3D模型编辑器和计算机辅助设计（CAD）软件。
教育和培训：用于教学3D几何、物理学和艺术。
电子商务：产品3D预览和配置工具，提高在线购物体验。
地图和导航：3D地图和城市导航应用。
广告和营销：互动式3D广告和产品演示。

WebGL为Web带来了强大的图形处理能力，极大地丰富了Web平台的功能和用户体验。