[WebGL入门]十二，模型数据和顶点属性

浏览数：34 / 时间：2015年06月09日

注：文章译自http://wgld.org/，原作者杉本雅広(doxas)，文章中如果有我的额外说明，我会加上［lufy：］，另外，鄙人webgl研究还不够深入，一些专业词语，如果翻译有误，欢迎大家指正。

顶点属性的意思

上次的文章中，介绍了一下从着色器的生成，编译，到程序对象的生成和着色器的连接。这次，简单的说一下模型数据的定义和顶点属性的处理。另外，介绍一下根据模型数据生成VBO的方法。
VBO的使用要比生成难理解一些，但是不要担心，后面会慢慢说明。
接下来看一下顶点属性。
顶点属性，说的简单点，就是顶点包含的各种元素。WebGL中，顶点至少要包含的元素是位置情报，这个之前已经说过很多遍了。
顶点是三维空间中的任意一个点，所以一定要有位置情报，如果没有位置情报，则无法在三维空间中定义这个点，因为每个点都不一样，所以位置情报是必须的。lufy：感觉好罗嗦啊，作者是为了强调吧，可是真的好罗嗦啊，好罗嗦啊，啰嗦啊，嗦啊，啊.....
但是，顶点里还有可能包含其他属性，举个例子来说的话，比如顶点的颜色等等。根据顶点的颜色属性，来对多边形进行着色，或者透明等各种各样的处理。
另外的，还有顶点的法线，纹理坐标等相关的情报，这些都可以在顶点属性中自由的定义。DirectX中根据所谓的顶点格式来实现这些，但是在WebGL中顶点的各种属性都可以定义在顶点属性中。

顶点属性和VBO

既然顶点属性是可以自由定义的，那么具体应该如何来实现呢？
看过以前的文章的话，应该知道顶点属性的个数和生成VBO的个数是一致的，如果顶点中有三个属性，那么就需要三个VBO，因为顶点属性必须通过VBO来传给顶点着色器。VBO也叫做顶点缓存，和它的名字一样，就是将顶点相关的情报缓存起来。顶点属性和VBO一对一进行分配，然后传给顶点着色器。
为了生成VBO，首先准备好和顶点个数相对应的矩阵，这里用的就是普通的javascript数组，当然Array对象也可以，但是不可以使用关联数组，要使用一维数组。
举个例子，由三个顶点定义多边形的时候，写成下面这样。

>保存模型数据的数组的例子

var vertex_position = [
    // X,   Y,   Z
     0.0, 1.0, 0.0,
     1.0, 0.0, 0.0,
    -1.0, 0.0, 0.0
];

为了让大家看的更容易些，中间加了换行，可以看到这是一个一维数组，包含有9个元素，三个顶点都分别包含了X，Y，Z的坐标，顶点数x要素的数，就是3x3=9，所以数组中元素的个数是9。

VBO的生成

用矩阵准备好顶点数据之后，就可以使用这个矩阵来生成VBO了，生成VBO的时候使用WebGL的createBuffer函数，这个函数就是用来生成缓存的。但是这个函数并不是用来直接生成VBO的，它只是生成了一个缓存对象，根据它里面保存的内容不同，用途也是不用的。
要操作缓存，首先必须跟WebGL进行绑定，就是说，要向“缓存”这个“光盘”中写入数据的时候，必须连接到WebGL这个“光驱”上。
绑定了缓存之后，使用bufferData函数来向缓存中写入数据，把这些处理写成一个函数，就是下面这样。

>生成VBO的函数

function create_vbo(data){
    // 生成缓存对象
    var vbo = gl.createBuffer();
    
    // 绑定缓存
    gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, vbo);
    
    // 向缓存中写入数据
    gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, new Float32Array(data), gl.STATIC_DRAW);
    
    // 将绑定的缓存设为无效
    gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, null);
    
    // 返回生成的VBO
    return vbo;
}

这个函数，接受一个矩阵作为参数，最后返回生成的VBO。首先使用createBuffer生成缓存对象，接着绑定缓存，然后写入数据。
绑定缓存的时候使用bindBuffer函数，这个函数有两个参数，第一个参数是缓存的类型，第二个参数是指定缓存对象。将第一个参数指定为gl.ARRAY_BUFFER就可以生成VBO。
另外，bufferData函数的第二个参数中出现的Float32Array对象，是javascript的类型数组，和一般的Array对象类似，是处理浮点型小数的时候使用的数组对象。3D世界里小数的精确度非常重要，所以使用类型数组来传递数据。而第三个参数中的gl.STATIC_DRAW这个常量，定义了这个缓存中内容的更新频率。VBO的话，模型数据基本上就是直接这么反复用，所以使用这个常量。
可以绑定WebGL的缓存，一次只能绑定一个，所以要操作其他的缓存的时候，必须要绑定相应的缓存。所以在函数的最后，再次使用bindBuffer函数，设定第二个参数为null，来将上次的绑定无效化，这是为了防止WebGL中的缓存一致保留，而出现和预想不一致的情况。

总结

顶点中的属性是由程序员来自由添加的，需要的VBO的个数就是添加的属性个数。
顶点属性的各个数据，使用纯粹的一维数组，当然，数组的元素个数要根据想要绘制的顶点个数来定义。
生成VBO的时候，首先要把缓存绑定到WebGL，然后相应的数据，要转换为相应的类型，然后使用指定的常量来写入数据。而为了避免预想之外的错误发生，数据写入结束之后，要将WebGL中绑定的缓存无效化。
这样，一连串的处理之后，模型数据就可以被顶点着色器利用了。下一回以后，说一下将VBO传给着色器的步骤，首先先把VBO的准备部分好好理解一下吧。

下次，说一下如何准备坐标变换矩阵。

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