2024-08-23 gpu渲染流程以及three.js中shader学习记录

1:gpu渲染流程

image.png

根据上图就是3D图形渲染整个过程。
顶点缓冲区:在gpu的显存中开辟出一个空间,用于存储顶点数据,顶点是从cpu发送过来的。
uniform:全局变量
顶点着色器:主要是对cpu发过来的顶点数据进行平移、转换、旋转,得到物体最终的点坐标
图元装配:根据顶点着色器发过来的点位坐标渲染成几何形状
光栅器:在图元装配中生成的几何图形上生成片元,相当于web中的像素点,一个像素低就是一个片元。
片元着色器:主要是对每一个片元进行着色

我们主要关注顶点着色器和片元着色器,我们写的shader,就是在这两个着色器中执行。可以理解为vue中的钩子。

2:shader语法

以下为顶点着色器代码

    uniform mat4 projectionMatrix;
    uniform mat4 viewMatrix;
    uniform mat4 modelMatrix;

    attribute vec3 position;
    attribute float aRandom
    varying float vRandom;


    void main() {
      vRandom = aRandom
      gl_Position = projectionMatrix * viewMatrix * modelMatrix * vec4(position, 1.0);
    }

uniform:顶点着色器使用的常量数据,不能被修改。这个数据可以从js代码中传过来,不能修改的意思是在着色器中不能修改,但是可以在js中修改。
attribute:使用顶点数组封装每个顶点的数据,一般用于每个顶点都各不相同的变量
以下为着色器内置变量
projectionMatrix:将坐标转化为裁切空间坐标
viewMatrix:摄像机坐标
modelMatrix:模型自身的坐标
gl_Position:这个就是最终的点的坐标
position:从cpu传过来的点坐标
varying:限定变量,从cpu传过的变量 aRandom我们在片元着色器中无法使用,需要使用varying进行中转。

以下为片元着色器代码

precision mediump float;
varying float vRandom;

void main() {
  gl_FragColor = vec4(0.5, vRandom, 1.0, 1.0);
}

precision mediump:这行代码用来决定浮点数的精度
可选值如下:
highp:会影响性能,在有些机器上可能无法运行;
mediump:常用的类型;
lowp:可能会由于精度问题产生错误。

varying float vRandom:用来承接顶点着色器传过来的变量

参考文章:https://juejin.cn/post/7159166379843649549

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