而在绘制3D图形时，除了x轴和y轴，我们还需要一个z轴，用于表示深度，即3D物体距离屏幕的距离。 ? 点、线、面和网格 3D空间内的所有物体都是由点、线及面组成。...一个点由3个值组成 - x、y、z，表示3D空间内的唯一位置。2个点可以连成一条线，3个点我们就可以形成一个平面。多个面相互拼接就组成了网格。...摄像机、视口和投影 我们在Canvas上看到的3D空间并非一个真实的3D空间，而是用数学算法将模拟的3D空间投射到2D视口的图像而已。...投影就是将模拟的三维空间内的物体映射到屏幕上生成一个二维图像的过程。投影分为正交投影和透视投影，这也就是摄像机的实现原理。...着色器包含了将模型投射到屏幕上的算法，通常是由类C语言编写，编译并运行在图形处理单元(GPU)中。
二 WebGIS 与前端 这块内容分为两部分，第一部分介绍一下电子地图的渲染流程，期间按照瓦片的两种类型（静态/动态）分别讲一下涉及的前端技术；第二部分以当前主流的矢量地图为引，简单介绍一下 WebGL...矩阵即观察矩阵，作用是将世界空间的顶点坐标映射到可以简单理解为摄像机（即观察者，camera是一个抽象对象）为中心的观察空间中； P代表Projection，Projection矩阵即投影矩阵，图形编程中两种投影方式...Projection矩阵的作用是将观察空间的三维坐标映射到二维的裁剪空间中，可以理解成将三维的图形投影到二维的画布上。...回到 WebGIS 领域，我们看到的电子地图是由一个个不规则的多边形（Polygon）和线（Line）组成，三角剖分算法的作用就是把这些多边形分割成一个个三角形，然后才能够被 WebGL 绘制出来。...其实线也是多边形，因为 WebGL 1.0 不支持宽于1像素的线，所以宽线必须以多边形的形式绘制。 ? ?
一个例子是渲染延伸到地*线的铁轨。轨道距离越远，铁路枕木的间距就越*，因为每个接*地*线的连续像素都行进了更多的距离。其他插值选项可用，例如屏幕空间插值，其中不考虑透视投影。...在编程方面，顶点着色器程序的输出，在三角形（或线）上进行插值，有效地成为像素着色器程序的输入。随着GPU的发展，其他输入也暴露出来了。...在中间，嵌套的球体被三个*面裁剪。在右侧，球体的表面仅在它们位于所有三个剪裁*面之外时才会被剪裁。（来自Three.js示例webgl裁剪和webgl裁剪交集[218]。）...像素着色器的局限性在于它通常只能在交给它的片元位置写入渲染目标，而不能从相邻像素读取当前结果。也就是说，当像素着色器程序执行时，它不能将其输出直接发送到相邻像素，也不能访问其他人最*的更改。...可以使用第12.1节中描述的图像处理技术处理相邻像素。 像素着色器无法知道或影响相邻像素结果的规则也有例外。一是像素着色器可以在计算梯度或导数信息期间立即访问相邻片段的信息（尽管是间接的）。
该变量的值就是裁减空间坐标值。这里有同学就问了， 什么是「裁剪空间的坐标值」？？？ 其实我之前有讲过，我在讲一遍。 何为裁剪空间坐标？...即使你没用其他的，也要设置默认值， 这就是所谓的 3维模型转换到我们屏幕中。 顶点着色器需要的数据，可以通过以下四种方式获得。...❝「描述各种图形元素的函数叫做图元，描述几何元素的称为几何图元（点，线段或多边形）。点和线是最简单的几何图元」经过顶点着色器计算之后的坐标会被组装成「组合图元」。...**深度测试：**就是对 「z」 轴的值做测试，值比较小的片元内容会覆盖值比较大的。（类似于近处的物体会遮挡远处物体）。 **模板测试：**模拟观察者的观察行为，可以接为镜像观察。...「gl.STATIC_DRAW」 指定数据存储区的使用方法：缓存区的内容可能会经常使用，但是不会更改 「gl.DYNAMIC_DRAW」 表示 缓存区的内容经常使用，也会经常更改。
这段代码什么也没做，如果是绘制2d图形，没问题，但如果是绘制3d图形，即传入的顶点坐标是一个三维坐标，我们则需要转换成屏幕坐标。...* matrix; } 这就是应用了矩阵matrix，将三维世界坐标转换成屏幕坐标，这个矩阵叫投影矩阵，由javascript传入，至于这个matrix怎么生成，我们暂且不讨论。...（比如投影矩阵）。...5.1、three.js顶点处理流程 从WebGL工作原理的章节中，我们已经知道了顶点着色器会将三维世界坐标转换成屏幕坐标，但实际上，坐标转换不限于投影矩阵。...5.1.3、投影矩阵 这是我们之前介绍过的了，我们用projectMatrix记录。
多层级细节（LOD）：在不同缩放级别下动态调整地图细节，确保渲染效率和视觉效果。投影转换：地理数据通常使用经纬度坐标（WGS84），而 WebGL 使用笛卡尔坐标系，需要进行投影转换。...LOD 技术：根据视点距离动态加载不同细节层级的瓦片。投影库：使用库（如 proj4js）进行坐标转换。2.数据可视化难点：大规模点/线/面数据渲染：渲染大量点、线、面数据可能导致性能瓶颈。...解决方案：GPU 加速：使用 WebGL 的着色器（shader）进行高效渲染。数据分块：将数据分块加载和渲染，减少单次渲染的数据量。交互优化：使用空间索引（如 R-tree）加速查询和交互操作。...缓存机制：使用缓存（如 IndexedDB）存储已加载的数据，减少网络请求。4.用户交互难点：复杂交互逻辑：实现缩放、平移、旋转等地图操作需要复杂的数学计算。...空间索引：使用空间索引（如 R-tree）加速数据查询和处理。流处理：使用流处理框架（如 Apache Kafka）处理实时数据。
其中模型变换、视图变换、投影变换是我们自己在着色器里定义和实现的，而视口变换一般是WebGL/OpenGL自动完成的。这就好像我们拍照的时候，需要自己去调整位置，相机镜头焦距，而成像的过程就交给相机。...所以模型变换、视图变换、投影变换这三者特别重要，另外附一张WebGL/OpenGL矩阵变换的流程图[4]： ? 从上两图中可以发现，场景中的物体总是从一个坐标系空间转换到另外一个坐标系空间。...这个过程通常还顺带进行了场景的裁剪，将可视空间范围外的东西去掉，所以投影变换后的坐标系就是裁剪坐标系（Clip Space）。 最后一步就是通过视口变换，从裁剪坐标系转换成屏幕坐标系，得到渲染结果。...视图变换其实就是构建一个视空间/摄像机空间，需要三个条件量： 视点eye：也就是观察者/摄像机的位置； 观察目标点at：被观察者目标所在的点，确定了视线方向； 上方向up：最终绘制在屏幕上的影像中的向上的方向...在WebGL/OpenGL中，透视投影就决定了一个视点、视线、近裁剪面、远裁剪面组成的四棱椎可视空间。如图所示： ?
但是在片段函数中，SV_POSITION表示片段的屏幕空间（也称为窗口空间）位置。空间转换由GPU执行。...片段深度存储在屏幕空间位置向量的最后一个分量中。它是用于执行透视划分以将3D位置投影到屏幕上的值。这是视图空间的深度，因此它是距相机XY平面而不是其近平面的距离。 ? 什么是视图空间？...它是0~1范围内的值，对于正投影而言是线性的。要将其转换为视图空间深度，我们需要根据相机的近距离范围对其进行缩放，然后加上近平面距离。...3.4 重建视口空间深度 要采样深度纹理，我们需要在屏幕空间中的片段的UV坐标。...通过调整扰动强度以及通过在其使用寿命期间调整其颜色来平滑地淡入和淡出粒子，可以进一步改善此效果。而且，偏移矢量与屏幕对齐，并且不受粒子方向的影响。
前置知识：对于任意二维或三维空间上的点，我们都可以通过应用矩阵变换的方式，将其进行仿射(affine)变换，比如平移、缩放、拉伸 和 旋转。...但实际上，这一着色器通常性能很差，大多数人甚至大多数 GPU 厂商都认为，应该避免在实际中使用。在 WebGL 和 WebGPU 中，几何着色器均不可用。...q=camera#webgl_camera 通过切换不同的相机，查看透视投影与正交投影的区别。...3.2.1 正交投影(Orthographic Projection) 正交投影是平行投影的一种，这类投影最大的特点是 没有近大远小，平行线投影后还是平行的。...最终投影矩阵如下： 3.2.2 透视投影(Perspective projection) 透视投影的特点是，越远的物体看起来越小，平行线最终会交于一点。
而 CPU 不仅被 Cache 占据了大量空间，而且还有有复杂的控制逻辑和诸多优化电路，相比之下计算能力只是 CPU 很小的一部分。...顶点找到后，就会连接成线，以及形成平面，那么线段/平面的颜色等就是片段着色器的工作了。 着色器是使用一种叫GLSL的类C语言写成的。...] 例3：只能画 点/线/三角形 的 WebGL 如何画一个矩形呢？...，因为片段着色器只是将顶点按照所需图元连线，因此 平移/旋转/缩放 只需计算出变化后的顶点坐标即可 WebGL 入门篇大概就讲到这里，相信大家对基础已经有了一定的了解，但是 WebGL 还有很多知识，比如...投影/光源/相机/三维呈现 等，有兴趣的可以接下来了解。
认识 webglWebGL仅仅是一个光栅化引擎，它可以根据你的代码绘制出点，线和三角形。...WebGL在电脑的GPU中运行，每对方法中一个叫顶点着色器， 另一个叫片断着色器，并且使用一种和C或C++类似的强类型的语言 GLSL。...工作原理WebGL在GPU上的工作基本上分为两部分，第一部分是将顶点（或数据流）转换到裁剪空间坐标， 第二部分是基于第一部分的结果绘制像素点var primitiveType = gl.TRIANGLES...根据计算出的一系列顶点位置，WebGL可以对点， 线和三角形在内的一些图元进行光栅化处理。当对这些图元进行光栅化处理时需要使用片断着色器方法。 片断着色器的作用是计算出当前绘制图元中每个像素的颜色值。...使用案例案列：沙发模型洗衣机模衣服模型webgl使用试用webgl详细webglWebGL 需要掌握的知识点1.图像处理2.二维平移，旋转，缩放和矩阵运算3.三维（正射投影，透视投影， 相机）4.光照
它的最高绘制频率受限于显示器的刷新频率（而非显卡，大多数是60Hz或者75Hz）。 帧频越高，屏幕上图片闪烁感就越小，稳定性也就越高。人的眼睛不容易察觉75Hz以上刷新频率带来的闪烁感。...width 和 height 属性可设置此 SVG 文档的宽度和高度。version 属性可定义所使用的 SVG 版本，xmlns 属性可定义 SVG 命名空间。...，它可以引用一个事先定义好的动画路径，让图像元素按路径定义的方式运动； ：元素对图形的运动和变换有更多的控制，它可以指定图形的变换、缩放、旋转和扭曲等； WebGL.png WebGL 本质上是基于光栅化的 API，而不是基于 3D 的 API。WebGL 只关注两个方面，即投影矩阵的坐标和投影矩阵的颜色。...使用 WebGL 程序的任务就是实现具有投影矩阵坐标和颜色的 WebGL 对象即可。可以使用“着色器”来完成上述任务。顶点着色器可以提供投影矩阵的坐标，片段着色器可以提供投影矩阵的颜色。
Overview 移动设备的屏幕是二维平面,要想把一个三维场景渲染在手机二维屏幕上，需要利用OpenGL中的矩阵投射，将三维空间中的点映射到二维平面上。...缩放矩阵 对一个向量进行缩放指的是对向量的长度进行缩放，而保持它的方向不变。 ?...通常情况下，我们会根据画布（屏幕）的大小设定一个坐标范围，在顶点着色器中将这些坐标转换为标准化设备坐标。...裁剪空间（Clip Space）：顶点着色器运行到最后，OpenGL期望所有的坐标落在一个特定的范围内，且任何在这个范围之外的点会被裁剪掉。...屏幕空间（Screen Space） 正交投影（Orthographic Projection） 正交投影矩阵定义一个立方体的平截头箱，在这个立方体之外的顶点都会被裁剪掉。 ?
你可以复制其DoOcclusion方法并更改属性名称，标签和关键字。像遮挡贴图一样，Unity的标准着色器希望高度数据存储在纹理的G通道中。因此，我们也将执行此操作，并在工具提示中进行说明。 ?...这实际上是将视图方向投影到纹理表面上。以90°角直视表面时，切线空间中的视图方向等于表面法线（0、0、1），因此不会发生位移。视角越浅，投影越大，位移效果越大。 ?...（视差贴图 和标准着色器一样） 现在，我们的着色器支持与标准着色器相同的视差效果。尽管可以将视差贴图应用于任何表面，但投影假定切线空间是均匀的。表面具有弯曲的切线空间，因此会产生物理上不正确的结果。...这会将细节UV缩放10，使视差偏移量变弱十倍。我们还必须将细节平铺应用到偏移量。标准着色器没有考虑到这一点。 ? 实际上，如果将缩放比例设置为1×1以外的比例，则缩放比例应相对于主UV平铺。...注意 t = 0时候 a-c是线高之间的绝对差， ，d-b是t = 1处的绝对高度差。 ? （线-线相交关系图） 实际上，在这种情况下，我们可以使用插值器来缩放必须添加到上一点的UV偏移。
我们已经知道，视频的画面色彩空间是YUV，而要显示到屏幕上，画面是RGB的，所以，要把视频画面渲染到屏幕上，必须把YUV转换为RGB。拓展纹理就起到了这个转换的作用。...投影规定了裁剪空间的范围，也就是物体的可视空间范围 将裁剪空间内的物体投影到屏幕上 要讲清楚OpenGL的投影并不是一件简单的事，会涉及到OpenGL中关于各类空间的定义，这里简单列一下： 局部空间：...，在这个空间内部的物体才能显示到屏幕上 屏幕空间：屏幕坐标空间，也就是手机屏幕空间 透视投影 ?...在这个空间中的物体，其表面与相机位置的连线，穿过近平面留下的点，组成的图像，就是物体在近平面上的投影，也就是在手机屏幕看到的成像。 并且，距离相机的位置越远，投影会越小，这和人眼的成像一模一样。 ?...正交投影 和透视投影一样，正交投影也有相机、近平面和远平面，不同的是，相机的视线不在是聚焦在一点上，而是平行线。所以近平面与远平面中间的可视窗体是一个长方体。
来张图感受一下： 3.2 3D数据可视化应用场景 3D数据可视化因其知识传输速度快、数据信息展示更直观、信息传达更容易，所以更加容易让使用者进行数据的理解和空间知识的呈现。...处理着色器需要的顶点坐标、法向量、颜色、纹理等信息，并为顶点着色器提供这些数据 2）顶点着色器： 接收 JavaScript 传递过来的顶点信息，将顶点绘制到对应坐标 3）光栅化阶段： 将图形内部区域用空像素进行填充...4）片元着色器： 为图形内部的像素填充颜色信息 5）渲染： 渲染到Canvas对象 WebGL既可以绘制2D数据可视化图形图表，更是一种 3D 绘图标准，这种绘图技术标准将JavaScript 和...环境光就是指物体所在的三维空间中天然的光，它充满整个空间，在每一处的光照强度都一样。环境光没有方向，所以，物体表面反射环境光的效果，只和环境光本身以及材质的反射率有关。...用户在全景模式下旋转缩放手机时，对应的背景元素同样会跟随相机的旋转和缩放进行旋转缩放。这样用户在进行浏览查看时，交互的体验感更强。
这篇文章将会着重讲解这些概念，并一步步探究 WebGL 是如何渲染图片到屏幕的，理解这些重要的概念，将会大大降低学习曲线。 什么是 WebGL？...WebGl 其实只是一个光栅化引擎，它非常底层，我们只能用它来画点，线和三角形。...的时间线。...x、y 和 z 值在 -1 到 1 的一小段空间。...，下篇文章将详细旋转、缩放等变换。
更新 Cesium具有经典的动画/更新/渲染管线，动画步骤可以在不与WebGL交互的情况下移动图元（primitives，Cesium表示可渲染对象的术语），更改材质属性，添加/删除图元等。...经典的动画/更新/渲染管线 Scene.render的第一步是更新场景中的所有图元。 在此步骤中，每个图元会 创建/更新其WebGL资源。例如，编译/链接着色器，加载纹理，更新顶点缓冲区等。...首先执行不透明图元的命令。 执行命令会设置WebGL状态，例如渲染状态（深度，混合等），顶点数组，纹理，着色器程序和统一，然后发出绘图调用。 接下来，执行半透明命令。...每个可选取的对象都有一个唯一的ID（颜色）。为了确定在给定的（x，y）窗口坐标中拾取到内容，将帧渲染到屏幕外的帧缓冲区，其中写入的颜色为拾取ID。...计算通道 Cesium会使用老式的GPGPU来进行GPU加速的图像重投影，在该渲染过程中，它将渲染一个与屏幕视口对齐的四边形，以将重投影推向着色器。
getWebGLContext(canvas)：获取WebGL渲染上下文，保存在gl变量中。因为不同浏览器获取函数不太一样，所以通过组件cuon-utils提供的函数来统一行为。...比如说在固定管线中，绘制点就是drawPoint，绘制线就drawLine。而在WebGL中，绘制工作则主要被分解成顶点着色器和片元着色器两个步骤了。...在启动JS程序后，绘制工作首先进入的是顶点着色器，在顶点着色器中描述顶点特性（如位置、颜色等），顶点就是三维空间的点，比如三角形的三个顶点；然后进入到片元着色器，在片元着色器中逐片元处理像素（如光照、阴影...是片元着色器唯一的内置变量，控制像素在屏幕上的最终颜色。...顶点着色器只是指定了绘制的顶点，还需要指定顶点到底成点、成线还是成面，gl.drawArrays()就是这样一个函数，这里告诉WebGL系统应该绘制一个点。 3.
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