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在 WebGL 中，gl.texImage2D 是一個(gè)非常關(guān)鍵的函數(shù)，用于將圖像數(shù)據(jù)上傳到 WebGL 上下文中并作為紋理對(duì)象的一部分。它允許你將圖像、視頻、畫布等作為紋理源。理解如何使用 gl.texImage2D 是在 WebGL 中處理紋理的核心之一。
文章目錄
- `gl.texImage2D` 的基本概念
- 具體場(chǎng)景和代碼示例
- 示例：使用 `gl.texImage2D` 加載和使用紋理
- 1. HTML 文件
- 2. JavaScript 部分：加載紋理并應(yīng)用
- 3. 代碼解析
- 4. 總結(jié)
gl.texImage2D 的基本概念
gl.texImage2D 函數(shù)的作用是將圖像或像素?cái)?shù)據(jù)上傳到 WebGL 中作為紋理。紋理是 2D 圖像，通常用于給 3D 模型的表面貼圖，以實(shí)現(xiàn)更真實(shí)的渲染效果。
其語法如下：
gl.texImage2D(target, level, internalFormat, format, type, image);
target：紋理目標(biāo)，通常使用gl.TEXTURE_2D。level：紋理的細(xì)節(jié)層級(jí)，通常設(shè)置為 0（基礎(chǔ)紋理層），大于0的值會(huì)使用到紋理的多級(jí)漸遠(yuǎn)紋理（mipmap）功能。internalFormat：紋理的內(nèi)部格式，指定 WebGL 如何存儲(chǔ)紋理數(shù)據(jù)，常見的值有gl.RGB、gl.RGBA、gl.LUMINANCE等。format：紋理數(shù)據(jù)的格式，定義從圖像源中提取的數(shù)據(jù)類型。通常使用gl.RGB或gl.RGBA，這與圖像的顏色深度相關(guān)。type：指定數(shù)據(jù)類型，通常使用gl.UNSIGNED_BYTE（8 位無符號(hào)整數(shù)）或其他格式，如gl.FLOAT。image：圖像數(shù)據(jù)源，可以是一個(gè)<img>元素、<canvas>元素、<video>元素，或者是一個(gè)ImageData對(duì)象。
具體場(chǎng)景和代碼示例
示例：使用 gl.texImage2D 加載和使用紋理
在這個(gè)例子中，我們將一個(gè)圖片加載為紋理，并將其應(yīng)用到一個(gè)立方體的表面上。這里會(huì)展示如何使用 gl.texImage2D 來將圖片數(shù)據(jù)上傳為紋理。
1. HTML 文件
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head><meta charset="UTF-8"><meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"><title>WebGL - texImage2D 示例</title>
</head>
<body><canvas id="webgl-canvas" width="500" height="500"></canvas><script src="main.js"></script>
</body>
</html>
2. JavaScript 部分：加載紋理并應(yīng)用
// 獲取 WebGL 上下文
const canvas = document.getElementById('webgl-canvas');
const gl = canvas.getContext('webgl');// 立方體的頂點(diǎn)數(shù)據(jù)
const vertices = new Float32Array([-0.5, -0.5, -0.5, // Front face0.5, -0.5, -0.5,0.5, 0.5, -0.5,-0.5, 0.5, -0.5,-0.5, -0.5, 0.5, // Back face0.5, -0.5, 0.5,0.5, 0.5, 0.5,-0.5, 0.5, 0.5,
]);// 立方體的紋理坐標(biāo)數(shù)據(jù) (u, v)
const texCoords = new Float32Array([0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 1.0, 1.0, 0.0, 1.0, // Front face0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 1.0, 1.0, 0.0, 1.0, // Back face0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 1.0, 1.0, 0.0, 1.0, // Left face0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 1.0, 1.0, 0.0, 1.0, // Right face0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 1.0, 1.0, 0.0, 1.0, // Top face0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 1.0, 1.0, 0.0, 1.0, // Bottom face
]);// 立方體的索引
const indices = new Uint16Array([0, 1, 2, 0, 2, 3,4, 5, 6, 4, 6, 7,0, 1, 5, 0, 5, 4,1, 2, 6, 1, 6, 5,2, 3, 7, 2, 7, 6,3, 0, 4, 3, 4, 7
]);// 創(chuàng)建緩沖區(qū)并綁定頂點(diǎn)數(shù)據(jù)
const vertexBuffer = gl.createBuffer();
gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, vertexBuffer);
gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, vertices, gl.STATIC_DRAW);// 創(chuàng)建紋理坐標(biāo)緩沖區(qū)并綁定
const texCoordBuffer = gl.createBuffer();
gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, texCoordBuffer);
gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, texCoords, gl.STATIC_DRAW);// 創(chuàng)建索引緩沖區(qū)并綁定
const indexBuffer = gl.createBuffer();
gl.bindBuffer(gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER, indexBuffer);
gl.bufferData(gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER, indices, gl.STATIC_DRAW);// 編寫著色器程序
const vertexShaderSource = `attribute vec4 a_position;attribute vec2 a_texCoord;varying vec2 v_texCoord;void main() {gl_Position = a_position;v_texCoord = a_texCoord;}
`;const fragmentShaderSource = `precision mediump float;varying vec2 v_texCoord;uniform sampler2D u_texture;void main() {gl_FragColor = texture2D(u_texture, v_texCoord);}
`;// 編譯著色器并鏈接程序
function compileShader(type, source) {const shader = gl.createShader(type);gl.shaderSource(shader, source);gl.compileShader(shader);if (!gl.getShaderParameter(shader, gl.COMPILE_STATUS)) {console.error('Shader compilation failed', gl.getShaderInfoLog(shader));}return shader;
}const vertexShader = compileShader(gl.VERTEX_SHADER, vertexShaderSource);
const fragmentShader = compileShader(gl.FRAGMENT_SHADER, fragmentShaderSource);const shaderProgram = gl.createProgram();
gl.attachShader(shaderProgram, vertexShader);
gl.attachShader(shaderProgram, fragmentShader);
gl.linkProgram(shaderProgram);if (!gl.getProgramParameter(shaderProgram, gl.LINK_STATUS)) {console.error('Program linking failed', gl.getProgramInfoLog(shaderProgram));
}gl.useProgram(shaderProgram);// 獲取屬性和統(tǒng)一變量的位置
const positionLocation = gl.getAttribLocation(shaderProgram, 'a_position');
const texCoordLocation = gl.getAttribLocation(shaderProgram, 'a_texCoord');
const textureLocation = gl.getUniformLocation(shaderProgram, 'u_texture');// 綁定頂點(diǎn)數(shù)據(jù)
gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, vertexBuffer);
gl.vertexAttribPointer(positionLocation, 3, gl.FLOAT, false, 0, 0);
gl.enableVertexAttribArray(positionLocation);// 綁定紋理坐標(biāo)數(shù)據(jù)
gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, texCoordBuffer);
gl.vertexAttribPointer(texCoordLocation, 2, gl.FLOAT, false, 0, 0);
gl.enableVertexAttribArray(texCoordLocation);// 創(chuàng)建紋理對(duì)象并綁定
const texture = gl.createTexture();
gl.bindTexture(gl.TEXTURE_2D, texture);// 使用 texImage2D 上傳圖片
const image = new Image();
image.onload = () => {// 圖片加載完成后將圖像上傳為紋理gl.texImage2D(gl.TEXTURE_2D, 0, gl.RGB, gl.RGB, gl.UNSIGNED_BYTE, image);gl.generateMipmap(gl.TEXTURE_2D); // 生成mipmap紋理// 繪制gl.clearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);gl.clear(gl.COLOR_BUFFER_BIT | gl.DEPTH_BUFFER_BIT);gl.enable(gl.DEPTH_TEST);gl.drawElements(gl.TRIANGLES, indices.length, gl.UNSIGNED_SHORT, 0);
};
image.src = 'your-texture-image.jpg'; // 這里替換為你的紋理圖像路徑
3. 代碼解析
-
gl.createTexture：創(chuàng)建一個(gè)紋理對(duì)象。 -
gl.bindTexture(gl.TEXTURE_2D, texture)：將創(chuàng)建的紋理對(duì)象綁定為當(dāng)前活動(dòng)的紋理。 -
gl.texImage2D：將圖片上傳為紋理，image.onload確保在圖片加載完成后才會(huì)上傳到 WebGL 中。這里將圖片的像素?cái)?shù)據(jù)傳給 WebGL。- 第一個(gè)參數(shù)
gl.TEXTURE_2D：指定紋理目標(biāo)為 2D 紋理。 - 第二個(gè)參數(shù)
0：紋理的細(xì)節(jié)層級(jí)，通常設(shè)置為 0 表示基礎(chǔ)紋理。 - 第三個(gè)參數(shù)
gl.RGB：紋理的內(nèi)部格式（存儲(chǔ)格式）。 - 第四個(gè)參數(shù)
gl.RGB：紋理的像素格式（圖像格式）。 - 第五個(gè)參數(shù)
gl.UNSIGNED_BYTE：指定數(shù)據(jù)類型，這里是 8 位無符號(hào)整數(shù)。 - 第六個(gè)參數(shù)
image：圖片元素，作為紋理數(shù)據(jù)源。
- 第一個(gè)參數(shù)
-
gl.generateMipmap：生成多級(jí)漸遠(yuǎn)紋理，提升紋理渲染性能并防止遠(yuǎn)離攝像機(jī)時(shí)紋理過于模糊。 -
紋理渲染：在片元著色器中，
texture2D函數(shù)根據(jù)紋理坐標(biāo)從上傳的紋理中采樣像素并進(jìn)行渲染。
4. 總結(jié)
gl.texImage2D 是 WebGL 中上傳紋理的核心方法，它將圖像數(shù)據(jù)或像素?cái)?shù)據(jù)上傳為紋理對(duì)象，允許在渲染時(shí)將紋理映射到幾何體表面。理解如何使用 gl.texImage2D 并正確處理紋理數(shù)據(jù)，是開發(fā) WebGL 應(yīng)用的基礎(chǔ)之一。