29 WebGL绘制立方体并为立方体每个表面指定颜色

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顶点着色器进行的是逐顶点的计算，接收的是逐顶点的信息。如果我们要指定表面的颜色，需要将颜色定义给顶点。比如，我们要定义一个三角形为一种颜色，必须三个顶点的颜色都为一种颜色。

但是你会发现，立方体的一个顶点会在三个面中被使用，定义了一种颜色肯定会对别的面造成影响。为了解决这个问题，我们需要创建多个具有相同顶点坐标的顶点（虽然这样会造成一些冗余）。

此时的三角形列表，也就是顶点索引值序列，对每个面都指向一组不同的顶点，不在有前表面和上表面同享一个顶点的情况。这样一来，就可以实现前述的效果，为每个表面涂上不同的单色了。

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head><meta charset="UTF-8"><meta name="viewport"content="width=device-width, user-scalable=no, initial-scale=1.0, maximum-scale=1.0, minimum-scale=1.0"><meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge"><title>Title</title><style>body {margin: 0;text-align: center;}#canvas {margin: 0;}</style>
</head>
<body οnlοad="main()">
<canvas id="canvas" height="800" width="1200"></canvas>
</body>
<script src="lib/webgl-utils.js"></script>
<script src="lib/webgl-debug.js"></script>
<script src="lib/cuon-utils.js"></script>
<script src="lib/cuon-matrix.js"></script>
<script>//顶点着色器var VSHADER_SOURCE = "" +"attribute vec4 a_Position;\n" +"attribute vec4 a_Color;\n" +"uniform mat4 u_ModelViewMatrix;\n" +"varying vec4 v_Color;\n" +"void main(){" +"   gl_Position = u_ModelViewMatrix * a_Position;\n" +"   v_Color = a_Color;\n" +"}\n";//片元着色器var FSHADER_SOURCE = "" +"#ifdef GL_ES\n" +"precision mediump float;\n" +"#endif\n" +"varying vec4 v_Color;\n" +"void main(){" +"   gl_FragColor = v_Color;\n" +"}\n";//声明js需要的相关变量var canvas = document.getElementById("canvas");var gl = getWebGLContext(canvas);function main() {if (!gl) {console.log("你的浏览器不支持WebGL");return;}//初始化着色器if (!initShaders(gl, VSHADER_SOURCE, FSHADER_SOURCE)) {console.log("无法初始化着色器");return;}var n = initVertexBuffers(gl);if (n < 0) {console.log("无法创建缓冲区");return;}//设置视角矩阵的相关信息var u_ModelViewMatrix = gl.getUniformLocation(gl.program, "u_ModelViewMatrix");if (u_ModelViewMatrix < 0) {console.log("无法获取矩阵变量的存储位置");return;}//设置底色gl.clearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);//进入场景初始化draw(gl, n, u_ModelViewMatrix);}function draw(gl, n, u_ModelViewMatrix) {//设置视角矩阵的相关信息（视点，视线，上方向）var viewMatrix = new Matrix4();viewMatrix.setLookAt(3,3,7,0,0,0,0,1,0);//设置模型矩阵的相关信息var modelMatrix = new Matrix4();modelMatrix.setRotate(0, 0, 0, 1);//设置透视投影矩阵var projMatrix = new Matrix4();projMatrix.setPerspective(30,canvas.width/canvas.height,1,100);//计算出模型视图矩阵 viewMatrix.multiply(modelMatrix)相当于在着色器里面u_ViewMatrix * u_ModelMatrixvar modeViewMatrix = projMatrix.multiply(viewMatrix.multiply(modelMatrix));//将试图矩阵传给u_ViewMatrix变量gl.uniformMatrix4fv(u_ModelViewMatrix, false, modeViewMatrix.elements);//开启隐藏面清除gl.enable(gl.DEPTH_TEST);//清空颜色和深度缓冲区gl.clear(gl.COLOR_BUFFER_BIT | gl.DEPTH_BUFFER_BIT);//绘制图形gl.drawElements(gl.TRIANGLES,n,gl.UNSIGNED_BYTE,0);}function initVertexBuffers(gl) {// 创建一个立方体//    v6----- v5//   /|      /|//  v1------v0|//  | |     | |//  | |v7---|-|v4//  |/      |///  v2------v3var vertices = new Float32Array([   // 顶点的位置坐标数据1.0, 1.0, 1.0,  -1.0, 1.0, 1.0,  -1.0,-1.0, 1.0,   1.0,-1.0, 1.0,  // v0-v1-v2-v3 front1.0, 1.0, 1.0,   1.0,-1.0, 1.0,   1.0,-1.0,-1.0,   1.0, 1.0,-1.0,  // v0-v3-v4-v5 right1.0, 1.0, 1.0,   1.0, 1.0,-1.0,  -1.0, 1.0,-1.0,  -1.0, 1.0, 1.0,  // v0-v5-v6-v1 up-1.0, 1.0, 1.0,  -1.0, 1.0,-1.0,  -1.0,-1.0,-1.0,  -1.0,-1.0, 1.0,  // v1-v6-v7-v2 left-1.0,-1.0,-1.0,   1.0,-1.0,-1.0,   1.0,-1.0, 1.0,  -1.0,-1.0, 1.0,  // v7-v4-v3-v2 down1.0,-1.0,-1.0,  -1.0,-1.0,-1.0,  -1.0, 1.0,-1.0,   1.0, 1.0,-1.0   // v4-v7-v6-v5 back]);var colors = new Float32Array([     // 顶点的颜色0.4, 0.4, 0.4,  0.4, 0.4, 0.4,  0.4, 0.4, 0.4,  0.4, 0.4, 0.4,  // v0-v1-v2-v3 front(blue)0.9, 0.9, 0.9,  0.9, 0.9, 0.9,  0.9, 0.9, 0.9,  0.9, 0.9, 0.9,  // v0-v3-v4-v5 right(green)0.6, 0.6, 0.6,  0.6, 0.6, 0.6,  0.6, 0.6, 0.6,  0.6, 0.6, 0.6,  // v0-v5-v6-v1 up(red)0.1, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.1,  0.1, 0.1, 0.1,  // v1-v6-v7-v2 left0.5, 0.5, 0.5,  0.5, 0.5, 0.5,  0.5, 0.5, 0.5,  0.5, 0.5, 0.5,  // v7-v4-v3-v2 down0.8, 0.8, 0.8,  0.8, 0.8, 0.8,  0.8, 0.8, 0.8,  0.8, 0.8, 0.8   // v4-v7-v6-v5 back]);var indices = new Uint8Array([       // 绘制的索引0, 1, 2,   0, 2, 3,    // front4, 5, 6,   4, 6, 7,    // right8, 9,10,   8,10,11,    // up12,13,14,  12,14,15,    // left16,17,18,  16,18,19,    // down20,21,22,  20,22,23     // back]);//创建缓冲区对象initArrayBuffer(gl,vertices,3,gl.FLOAT,"a_Position");initArrayBuffer(gl,colors,3,gl.FLOAT,"a_Color");//将顶点索引数据写入缓冲区对象var indexBuffer = gl.createBuffer();gl.bindBuffer(gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER,indexBuffer);gl.bufferData(gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER,indices,gl.STATIC_DRAW);return indices.length;}function initArrayBuffer(gl,data,num,type,attribute) {//创建缓冲区对象var buffer = gl.createBuffer();if (!buffer) {console.log("无法创建缓冲区对象");return -1;}//绑定缓冲区对象并写入数据gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, buffer);gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, data, gl.STATIC_DRAW);//获取顶点位置变量位置var a_attribue = gl.getAttribLocation(gl.program, attribute);if (a_attribue < 0) {console.log("无法获取顶点位置的存储变量");return -1;}//对位置的顶点数据进行分配，并开启gl.vertexAttribPointer(a_attribue, num, type, false, 0, 0);gl.enableVertexAttribArray(a_attribue);}
</script>
</html>

虽然本例使用的是gl.drawElements()，使用了24个顶点。而使用gl.drawArrays()绘图也就使用36个顶点。看上去没有省多少的内存开销。但是，在实际生产当中，使用gl.drawElements()还是值得的。

就这样，我们实现了绘制相同颜色的面。

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