WebGL Shader：詳解WebGL著色器

一、概述

WebGL著色器是WebGL的重要組成部分，它們是用來繪製3D場景的一組程序。WebGL著色器不僅能夠實現3D模型的渲染，還可以通過JavaScript代碼對著色器進行操作和調整。本文將詳細介紹WebGL著色器的各個方面。

二、頂點著色器

WebGL著色器中最基本的著色器就是頂點著色器。它的主要任務是將頂點的位置坐標轉換成3D場景中實際渲染的像素坐標。

// 頂點著色器的基本結構
attribute vec4 a_Position;
void main() {
    gl_Position = a_Position;
}

上述代碼中，a_Position是從JavaScript傳進來的頂點坐標值。gl_Position是頂點著色器的內置變數，它表示的是當前頂點的位置信息。

在頂點著色器中，我們可以通過一些矩陣變換來進行坐標系的轉換，以此來實現更複雜的場景渲染效果。

三、片元著色器

片元著色器負責計算出每個像素應該被渲染的顏色值。

// 片元著色器的基本結構
precision mediump float;
void main() {
    gl_FragColor = vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0);
}

上述代碼中，precision mediump float表示當前的浮點數精度，gl_FragColor是內置變數，用於表示當前像素點的顏色值。通過修改gl_FragColor的值，我們就可以改變場景的渲染效果。

對於複雜的場景，我們還可以利用片元著色器來實現一些特效，如模糊、反向、邊緣檢測等。

四、uniform

uniform是一種特殊的變數類型，它可以在多個頂點和片元著色器中共享數據。uniform變數的值可以從JavaScript代碼中進行修改。

// 將顏色值傳遞給片元著色器
uniform vec4 u_Color;

void main() {
    gl_FragColor = u_Color;
}

上述代碼中，u_Color是一個uniform變數，表示片元著色器中的顏色值。它可以在JavaScript中進行傳遞和修改。

五、attribute

attribute是一種特殊的變數類型，它表示著色器需要接受的一些頂點數據。該數據可以在JavaScript中動態生成。

// 將頂點坐標傳遞給頂點著色器
attribute vec4 a_Position;

void main() {
    gl_Position = a_Position;
}

上述代碼中，a_Position是一個attribute變數，表示頂點坐標值。它可以在JavaScript中進行傳遞和修改。

六、預定義常量

WebGL著色器中還有一些預定義常量，它們是內置的，並不需要我們自己去定義。這些常量可以幫助我們更方便地進行場景渲染。

// 在片元著色器中使用預定義的常量gl_FragCoord
precision mediump float;
void main() {
    gl_FragColor = vec4(gl_FragCoord.x/500.0, gl_FragCoord.y/500.0, 0.0, 1.0);
}

上述代碼中，gl_FragCoord是一個預定義常量，它表示的是當前像素點在屏幕上的坐標。通過修改gl_FragCoord的值，我們可以實現一些與像素坐標有關的效果。

七、總結

WebGL著色器是WebGL中最重要的組成部分之一。通過了解和掌握著色器的各個方面，我們可以更加靈活和高效地進行3D場景的渲染。