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WebGL入门：JavaScript3D图形教程

时间：2025-11-03 09:57:25 257浏览收藏

哈喽！大家好，很高兴又见面了，我是golang学习网的一名作者，今天由我给大家带来一篇《WebGL基础入门：JavaScript 3D图形教程》，本文主要会讲到等等知识点，希望大家一起学习进步，也欢迎大家关注、点赞、收藏、转发! 下面就一起来看看吧！

首先获取WebGL上下文，然后编写并编译顶点和片段着色器，接着创建缓冲区传入顶点数据，最后调用drawArrays绘制三角形，完成基本渲染流程。

JavaScript中的WebGL基础入门_javascript 3D图形

WebGL（Web Graphics Library）是一种在浏览器中渲染3D图形的技术，无需插件即可直接使用JavaScript操作GPU。它基于OpenGL ES 2.0，允许你在HTML5的元素上绘制复杂的3D场景。对于刚接触JavaScript 3D图形开发的人来说，理解WebGL的基础结构和工作流程是关键。

创建WebGL上下文

要开始使用WebGL，第一步是获取一个WebGL渲染上下文。这通常通过元素完成。

示例代码：

const canvas = document.getElementById('myCanvas');
const gl = canvas.getContext('webgl');

if (!gl) {
  alert('你的浏览器不支持WebGL');
}

确保页面中有一个元素。调用getContext('webgl')会返回一个WebGLRenderingContext对象，它是所有绘图操作的核心接口。

编写着色器程序

WebGL使用着色器（Shader）来控制图形渲染。最基本的两个着色器是顶点着色器（Vertex Shader）和片段着色器（Fragment Shader）。

顶点着色器处理每个顶点的位置，片段着色器决定像素的颜色。

// 顶点着色器源码
const vertexShaderSource = `
  attribute vec4 a_position;
  void main() {
    gl_Position = a_position;
  }
`;

// 片段着色器源码
const fragmentShaderSource = `
  precision mediump float;
  void main() {
    gl_FragColor = vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0); // 红色
  }
`;

接下来需要将这些源码编译成着色器对象，并链接成一个程序：

function createShader(gl, type, source) {
  const shader = gl.createShader(type);
  gl.shaderSource(shader, source);
  gl.compileShader(shader);
  if (!gl.getShaderParameter(shader, gl.COMPILE_STATUS)) {
    console.error('Shader编译失败:', gl.getShaderInfoLog(shader));
    gl.deleteShader(shader);
    return null;
  }
  return shader;
}

function createProgram(gl, vertexShader, fragmentShader) {
  const program = gl.createProgram();
  gl.attachShader(program, vertexShader);
  gl.attachShader(program, fragmentShader);
  gl.linkProgram(program);
  if (!gl.getProgramParameter(program, gl.LINK_STATUS)) {
    console.error('Program链接失败:', gl.getProgramInfoLog(program));
    return null;
  }
  return program;
}

// 使用方式
const vertexShader = createShader(gl, gl.VERTEX_SHADER, vertexShaderSource);
const fragmentShader = createShader(gl, gl.FRAGMENT_SHADER, fragmentShaderSource);
const program = createProgram(gl, vertexShader, fragmentShader);
gl.useProgram(program);

绘制一个简单三角形

有了着色器程序后，就可以向GPU传递顶点数据并进行绘制。

定义三个顶点，组成一个三角形：

const positions = [
  -0.5, -0.5,
   0.5, -0.5,
   0.0,  0.5
];

const positionBuffer = gl.createBuffer();
gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, positionBuffer);
gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, new Float32Array(positions), gl.STATIC_DRAW);

然后将缓冲区数据连接到顶点着色器中的属性变量：

const positionAttributeLocation = gl.getAttribLocation(program, 'a_position');
gl.enableVertexAttribArray(positionAttributeLocation);
gl.vertexAttribPointer(positionAttributeLocation, 2, gl.FLOAT, false, 0, 0);

最后执行绘制命令：

gl.drawArrays(gl.TRIANGLES, 0, 3); // 绘制三角形

理解坐标系与视口

WebGL的默认坐标系是左下为(-1,-1)，右上为(1,1)的归一化设备坐标（NDC）。所有在该范围外的顶点都不会显示。

视口设置决定了canvas上的渲染区域：

gl.viewport(0, 0, gl.canvas.width, gl.canvas.height);

通常在初始化时设置一次即可，但如果canvas尺寸变化，需要重新设置以保持正确比例。

基本上就这些。虽然原生WebGL API较为底层、代码冗长，但正是这种接近硬件的操作让你能精确控制图形渲染过程。掌握这些基础后，可以进一步学习模型变换、纹理映射、光照计算等内容，或使用Three.js等高级库提升开发效率。

今天带大家了解了的相关知识，希望对你有所帮助；关于文章的技术知识我们会一点点深入介绍，欢迎大家关注golang学习网公众号，一起学习编程~