WebGL绘制三维地球

通过Three.js也许可以很方便的展示出3D模型,但是你知道它是怎么一步一步从构建网格到贴图到最终渲染出3D模型的吗?现在我们直接使用底层的webgl加上一点点的数学知识就可以实现它。

WebGL绘制三维地球
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构建网格

首先我们要建立球体的三维模型,三维网格模型包括如下属性(不熟悉请复习webgl教程):

  • 顶点(position)
  • 法线(normal)
  • 贴图坐标(uv)
  • 顶点索引(indices)

最后要构建出如下所示的经纬球模型:

首先可以从xy平面构建圆形,接着再从xz平面将圆形转化为圆球,这其中只需使用到三角函数而已,是不是非常简单。

  • 法线使用的是顶点坐标,因为法线与顶点其实方向是一致的
  • 顶点索引为6个点,是因为每个面由两个三角形构成
  • 贴图uv坐标不需要深度信息,它对应上贴图的xy坐标即可

下面就是构建网格模型的基本逻辑:

编写着色器

和普通着色器相比,只是增加了uv坐标,uv直接通过顶点着色器差值透传到片段着色器即可,在片段着色器使用texture2D函数获取uv坐标对应的颜色,整体上也是比较基础。

实现3D地球

最后实现部分就和之前的webgl基本逻辑一致,不过要准备好地球贴图。

图片加载完将构建好的贴图sampler传入着色器即可,其他都是基础业务逻辑,不再详述,这样我们就将三维地球实现了。

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