什么是著色器？

固定渲染管線： ——標(biāo)準(zhǔn)的幾何&光照(T&L)管線，功能是固定的，它控制著世界、視、投影變換及固定光照控制和紋理混合。T&L管線可以被渲染狀態(tài)控制，矩陣，光照和采制參數(shù)。如果有了固定渲染管線，編寫程序就比較容易了，因?yàn)樗械淖儞Q都是由固定渲染管線來(lái)完成的，但是缺點(diǎn)就是自由度低。固定渲染管線只能完成一些最基本的操作，如果想要做一些特殊的處理，就比較麻煩了。

可編輯渲染管線：——WebGL中不存在固定渲染管線，坐標(biāo)變換必須全部由自己來(lái)做，這個(gè)記述了坐標(biāo)變換的機(jī)制就叫做著色器(Shader)，這樣可以由程序員控制的機(jī)制叫做可編輯渲染管線。而著色器又有 處理幾何圖形頂點(diǎn)的頂點(diǎn)著色器和處理像素的片段著色器兩種類型。由于WebGL中沒(méi)有固定管線，所以必須準(zhǔn)備好頂點(diǎn)著色器和片段著色器。

這篇郭先生說(shuō)一下three.js著色器的內(nèi)置變量，分別是

1. gl_PointSize：在點(diǎn)渲染模式中，控制方形點(diǎn)區(qū)域渲染像素大小（注意這里是像素大小，而不是three.js單位，因此在移動(dòng)相機(jī)是，所看到該點(diǎn)在屏幕中的大小不變）
2. gl_Position：控制頂點(diǎn)選完的位置
3. gl_FragColor：片元的RGB顏色值
4. gl_FragCoord：片元的坐標(biāo)，同樣是以像素為單位
5. gl_PointCoord：在點(diǎn)渲染模式中，對(duì)應(yīng)方形像素坐標(biāo)

他們或者單個(gè)出現(xiàn)在著色器中，或者組團(tuán)出現(xiàn)在著色器中，是著色器的靈魂。下面來(lái)分別說(shuō)一說(shuō)他們的意義和用法。

1. gl_PointSize

gl_PointSize內(nèi)置變量是一個(gè)float類型，在點(diǎn)渲染模式中，頂點(diǎn)由于是一個(gè)點(diǎn)，理論上我們并無(wú)法看到，所以他是以一個(gè)正對(duì)著相機(jī)的正方形面表現(xiàn)的。使用內(nèi)置變量gl_PointSize主要是用來(lái)設(shè)置頂點(diǎn)渲染出來(lái)的正方形面的相素大?。J(rèn)值是0）。

void main() {
 gl_PointSize = 10.0；
}

2. gl_Position

gl_Position內(nèi)置變量是一個(gè)vec4類型，它表示最終傳入片元著色器片元化要使用的頂點(diǎn)位置坐標(biāo)。vec4(x,y,z,1.0),前三個(gè)參數(shù)表示頂點(diǎn)的xyz坐標(biāo)值，第四個(gè)參數(shù)是浮點(diǎn)數(shù)1.0。

void main() {
 gl_Position = projectionMatrix * modelViewMatrix * vec4( position, 1.0 );
}

3. gl_FragColor

gl_FragColor內(nèi)置變量是vec4類型，主要用來(lái)設(shè)置片元像素的顏色，它的前三個(gè)參數(shù)表示片元像素顏色值RGB，第四個(gè)參數(shù)是片元像素透明度A，1.0表示不透明,0.0表示完全透明。

void main() {
 gl_FragColor = vec4(1.0,0.0,0.0,1.0);
}

4. gl_FragCoord

gl_FragCoord內(nèi)置變量是vec2類型，它表示W(wǎng)ebGL在canvas畫布上渲染的所有片元或者說(shuō)像素的坐標(biāo)，坐標(biāo)原點(diǎn)是canvas畫布的左上角，x軸水平向右，y豎直向下，gl_FragCoord坐標(biāo)的單位是像素，gl_FragCoord的值是vec2(x,y),通過(guò)gl_FragCoord.x、gl_FragCoord.y方式可以分別訪問(wèn)片元坐標(biāo)的縱橫坐標(biāo)。這里借了一張圖

下面我們舉個(gè)例子

fragmentShader: `
 void main() {
  if(gl_FragCoord.x < 600.0) {
   gl_FragColor = vec4(1.0,0.0,0.0,1.0);
  } else {
   gl_FragColor = vec4(1.0,1.0,0.0,1.0);
  }
 }
`

這里以600像素為分界，x值小于600像素的部分，材質(zhì)被渲染成紅色，大于的部分為黃色。

5. gl_PointCoord

gl_PointCoord內(nèi)置變量也是vec2類型，同樣表示像素的坐標(biāo)，但是與gl_FragCoord不同的是，gl_FragCoord是按照整個(gè)canvas算的x值從[0,寬度]，y值是從[0,高度]。而gl_PointCoord是在點(diǎn)渲染模式中生效的，而它的范圍是對(duì)應(yīng)小正方形面，同樣是左上角[0,0]到右下角[1,1]。

6. 內(nèi)置變量練習(xí)

五個(gè)內(nèi)置變量我們都大致的說(shuō)了一遍，下面用一個(gè)小案例來(lái)試用一下除了gl_FragCoord的其他四個(gè)。先上圖，在線案例請(qǐng)點(diǎn)擊。

var planeGeom = new THREE.PlaneGeometry(1000, 1000, 100, 100);
uniforms = {
 time: {
  value: 0
 }
}
var planeMate = new THREE.ShaderMaterial({
 transparent: true,
 side: THREE.DoubleSide,
 uniforms: uniforms,
 vertexShader: `
    uniform float time;
  void main() {
   float y = sin(position.x / 50.0 + time) * 10.0 + sin(position.y / 50.0 + time) * 10.0;
   vec3 newPosition = vec3(position.x, position.y, y * 2.0 );
   gl_PointSize = (y + 20.0) / 4.0;
   gl_Position = projectionMatrix * modelViewMatrix * vec4( newPosition, 1.0 );
  }
 `,
 fragmentShader: `
  void main() {
   float r = distance(gl_PointCoord, vec2(0.5, 0.5));
   if(r < 0.5) {
    gl_FragColor = vec4(0.0,1.0,1.0,1.0);
   }
  }
 `
})
var planeMesh = new THREE.Points(planeGeom, planeMate);
planeMesh.rotation.x = - Math.PI / 2;
scene.add(planeMesh);

好了這篇就說(shuō)到這了，再見。

總結(jié)

到此這篇關(guān)于three.js著色器材質(zhì)的內(nèi)置變量的文章就介紹到這了,更多相關(guān)three.js著色器材質(zhì)內(nèi)置變量?jī)?nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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