WebGL 缓冲区对象介绍，创建并使用缓冲区，使用缓冲区对象向顶点着色器传入多个顶点数据的所有步骤

使用缓冲区对象

使用缓冲区对象向顶点着色器传入多个顶点的数据，需要遵循以下五个步骤。

创建缓冲区对象（gl.createBuffer（））

gl.createBuffer（）的函数规范

gl.deleteBuffer （）

绑定缓冲区（gl.bindBuffer（））

gl.bindBuffer（）的函数规范

向缓冲区对象中写入数据（gl.bufferData（））

gl.bufferData（）的规范

类型化数组

将缓冲区对象分配给attribute变量（gl.vertexAttribPointer（））

gl.vertexAttribPointer（）的规范如下

开启attribute变量（gl.enableVertexAttribArray（））

编辑 gl.disableVertexAttribArray（）

gl.drawArrays（）的第2个和第3个参数

WebGL提供了一种很方便的机制，即缓冲区对象（buffer object），它可以一次性地向着色器传入多个顶点的数据。缓冲区对象是WebGL系统中的一块内存区域，我们可以一次性地向缓冲区对象中填充大量的顶点数据，然后将这些数据保存在其中，供顶点着色器使用。

在进一步解释缓冲区对象前，让我们先浏览一下下面的示例程序

var VSHADER_SOURCE ='attribute vec4 a_Position;\n' +'void main() {\n' +'  gl_Position = a_Position;\n' +'  gl_PointSize = 10.0;\n' +'}\n';var FSHADER_SOURCE ='void main() {\n' +'  gl_FragColor = vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0);\n' +'}\n';function main() {// Retrieve <canvas> elementvar canvas = document.getElementById('webgl');// Get the rendering context for WebGLvar gl = getWebGLContext(canvas);if (!gl) {console.log('Failed to get the rendering context for WebGL');return;}// Initialize shadersif (!initShaders(gl, VSHADER_SOURCE, FSHADER_SOURCE)) {console.log('Failed to intialize shaders.');return;}// Write the positions of vertices to a vertex shadervar n = initVertexBuffers(gl);if (n < 0) {console.log('Failed to set the positions of the vertices');return;}// Specify the color for clearing <canvas>gl.clearColor(0, 0, 0, 1);// Clear <canvas>gl.clear(gl.COLOR_BUFFER_BIT);// 一次绘制了三个顶点，顶点着色器执行了3次通过存储在缓冲区中的顶点坐标数据被依次传给attribute变量，注意，每次执行顶点着色器，a_Position 的z和w分量值都会自动被设为0.0或1.0，因为a_Position需要4个分量（vec4），而你只提供了两个gl.drawArrays(gl.POINTS, 0, n);
}function initVertexBuffers(gl) {var vertices = new Float32Array([0.0, 0.5,   -0.5, -0.5,   0.5, -0.5]);var n = 3; // The number of vertices// Create a buffer objectvar vertexBuffer = gl.createBuffer()  if (!vertexBuffer) {console.log('Failed to create the buffer object');return -1;}// Bind the buffer object to targetgl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, vertexBuffer);// 将第二个参数 vertices 中的数据写入了绑定到第一个参数 gl.ARRAY_BUFFER 上的缓冲区对象   p73gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, vertices, gl.STATIC_DRAW);var a_Position = gl.getAttribLocation(gl.program, 'a_Position');if (a_Position < 0) {console.log('Failed to get the storage location of a_Position');return -1;}// 将绑定到 gl.ARRAY_BUFFER 的缓冲区对象分配给由 第一个参数 a_position 指定的 attribute变量gl.vertexAttribPointer(a_Position, 2, gl.FLOAT, false, 0, 0);// 激活开启 attribute 变量，使缓冲区对 attitude 变量的分配生效，为了使顶点着色器能够访问缓冲区内的数据gl.enableVertexAttribArray(a_Position);return n;
}

函数initVertexBuffers（）的任务是创建顶点缓冲区对象，并将多个顶点的数据保存在缓冲区中，然后将缓冲区传给顶点着色器。

函数的返回值是待绘制顶点的数量，保存在变量n中。注意，如果函数内发生错误，返回的是负值。

示例程序仅调用了一次gl.drawArrays（）函数就完成了绘图操作，这与 WebGL 变量uniform、gl.getUniformLocation、gl.uniform4f及其同族函数相关_山楂树の的博客-CSDN博客不同。调用gl.drawArrays（）时，传入的第3个参数是n，而不是1（上面链接传入了1）。

因为我们在initvertexBuffer（）函数中利用缓冲区对象向顶点着色器传输了多个（3个）顶点的数据，所以还需要通过第3个参数告诉gl.drawArrays（）函数需要绘制多少个顶点。WebGL系统并不知道缓冲区中有多少个顶点的数据（即使它知道也不能确定是否要全部画出），所以我们应该显式地告诉它要绘制多少个顶点。

使用缓冲区对象

前面说过，缓冲区对象是WebGL系统中的一块存储区，你可以在缓冲区对象中保存想要绘制的所有顶点的数据，如下图所示。先创建一个缓冲区，然后向其中写入顶点数据，你就能一次性地向顶点着色器中传入多个顶点的attribute变量的数据。

在示例程序中，向缓冲区对象写入的数据（顶点坐标）是一种特殊的JavaScript数组（Float32Array），如下所示。

使用缓冲区对象向顶点着色器传入多个顶点的数据，需要遵循以下五个步骤。

1.创建缓冲区对象（gl.createBuffer（））。

2.绑定缓冲区对象（gl.bindBuffer（））。

3.将数据写入缓冲区对象（gl.bufferData（））。

4.将缓冲区对象分配给一个attribute变量（gl.vertexAttribPointer（））。

5.开启attribute变量（gl.enableVertexAttribArray（））。

解析了上述五个步骤

创建缓冲区对象（gl.createBuffer（））

显然，在使用缓冲区对象之前，你必须创建它。这是第1步：

使用WebGL时，你需要调用gl.createBuffer（）方法来创建缓冲区对象。下图示意了该方法执行前后WebGL系统的中间状态，上面一张图是执行前的状态，下面一张图是执行后的状态。执行该方法的结果就是，WebGL系统中多了一个新创建出来的缓冲区对象。

gl.createBuffer（）的函数规范

gl.deleteBuffer （）

相应地，gl.deleteBuffer（buffer）函数可用来删除被gl.createBuffer（）创建出来的缓冲区对象。

绑定缓冲区（gl.bindBuffer（））

创建缓冲区之后的第2个步骤就是将缓冲区对象绑定到WebGL系统中已经存在的“目标”（target）上。这个“目标”表示缓冲区对象的用途（在这里，就是向顶点着色器提供传给attribute变量的数据），这样WebGL才能够正确处理其中的内容。

gl.bindBuffer（）的函数规范

在示例程序中，我们将缓冲区对象绑定到了gl.ARRAY_BUFFER目标上，缓冲区对象中存储着的关于顶点的数据（顶点的位置坐标）。在执行完毕后，WebGL系统内部状态发生了改变，如下图所示

接下来，我们就可以向缓冲区对象中写入数据了。

向缓冲区对象中写入数据（gl.bufferData（））

第3步是，开辟空间并向缓冲区中写入数据。我们使用gl.bufferData（）方法来完成这一步：

该方法的效果是，将第2个参数vertices中的数据写入了绑定到第1个参数gl.ARRAY_BUFFER上的缓冲区对象。我们不能直接向缓冲区写入数据，而只能向“目标”写入数据，所以要向缓冲区写数据，必须先绑定。该方法执行之后，WebGL系统的内部状态如下图所示。

从上图中可以看到，定义在JavaScript程序中的数据被写入了绑定在gl.ARRAY_BUFFER上的缓冲区对象。下面是对gl.bufferData（）的规范。

gl.bufferData（）的规范

现在我们来看看gl.bufferData（）方法向缓冲区中传入了什么数据。该方法使用了一个特殊的数组vertices将数据传给顶点着色器。我们使用new运算符，并以＜第一个顶点的x坐标和y坐标＞＜第二个顶点的x坐标和y坐标＞，等等的形式创建这个数组：

如你所见，我们使用了Float32Array对象，而不是JavaScript中更常见的Array对象。这是因为，JavaScript中通用的数组Array是一种通用的类型，既可以在里面存储数字也可以存储字符串，而并没有对“大量元素都是同一种类型”这种情况（比如vertices）进行优化。为了解决这个问题，WebGL引入了类型化数组，Float32Array就是其中之一。

类型化数组

为了绘制三维图形，WebGL通常需要同时处理大量相同类型的数据，例如顶点的坐标和颜色数据。为了优化性能，WebGL为每种基本数据类型引入了一种特殊的数组（类型化数组）。浏览器事先知道数组中的数据类型，所以处理起来也更加有效率。

例子中的Float32Array就是一种类型化数组，通常用来存储顶点的坐标或颜色数据。WebGL中的很多操作都要用到类型化数组，比如gl.bufferData（）中的第2个参数

与JavaScript中的Array数组相似，类型化数组也有一系列方法和属性（包括一个常量属性），如下所示。注意，与普通的Array数组不同，类型化数组不支持push（）和pop（）方法。

和普通的数组一样，类型化数组可以通过new运算符调用构造函数并传入数据而被创造出来。比如，为了创建Float32Array类型的顶点数据，你可以向构造函数中传入普通数组［0.0，0.5，-0.5，-0.5，0.5，-0.5］，这个数组表示一些顶点的数据。注意，创建类型化数组的唯一方法就是使用new运算符，不能使用［］运算符（那样创建的就是普通数组）。

此外，你也可以通过指定数组元素的个数来创建一个空的类型化数组，例如：

到目前为止，你就完成了建立和使用缓冲区的前三个步骤（即在WebGL系统中创建缓冲区，绑定缓冲区对象到目标，向缓冲区对象中写入数据）。我们来看看在接下来的两步中，WebGL是如何真正使用缓冲区来进行绘图的。

将缓冲区对象分配给attribute变量（gl.vertexAttribPointer（））

你可以使用gl.vertexAttrib［1234］f系列函数为attribute变量分配值。但是，这些方法一次只能向attribute变量分配（传输）一个值。而现在，你需要将整个数组中的所有值——这里是顶点数据——一次性地分配给一个attribute变量。

gl.vertexAttribPointer（）方法解决了这个问题，它可以将整个缓冲区对象（实际上是缓冲区对象的引用或指针）分配给attribute变量。示例程序将缓冲区对象分配给attribute变量a_Position。

gl.vertexAttribPointer（）的规范如下

执行完第4步后，我们就将整个缓冲区对象分配给了attribute变量，为WebGL绘图进行的准备工作（即向location处的attribute变量传入缓冲区）就差最后一步了：进行最后的“开启”，使这次分配真正生效，如图所示：

第5步，也是最后一步，就是开启（激活）attribute变量，使缓冲区对attribute变量的分配生效。

开启attribute变量（gl.enableVertexAttribArray（））

为了使顶点着色器能够访问缓冲区内的数据，我们需要使用gl.enableVertex AttribArray（）方法来开启attribute变量。

注意，虽然函数的名称似乎表示该函数是用来处理“顶点数组”的，但实际上它处理的对象是缓冲区。这是由于历史原因（从OpenGL中继承）造成的。

当你执行gl.enableVertexAttribArray（）并传入一个已经分配好缓冲区的attribue变量后，我们就开启了该变量，也就是说，缓冲区对象和attribute变量之间的连接就真正建立起来了，如下图所示。

gl.disableVertexAttribArray（）

同样，你可以使用gl.disableVertexAttribArray（）来关闭分配。

终于，万事俱备了！现在，你只需要让顶点着色器运行起来，它会自动将缓冲区中的顶点画出来。之前你使用gl.drawArrays（）方法绘制了一个点，现在你要画多个点，所用的仍然是gl.drawArrays（）方法，但是用的是方法中的第2个和第3个参数。

注意，开启attribute变量后，你就不能再用gl.vertexAttrib［1234］f（）向它传数据了，除非你显式地关闭该attribute变量。实际上，你无法（也不应该）同时使用这两个函数。

gl.drawArrays（）的第2个和第3个参数

在对gl.drawArrays（）作进一步详细说明之前，我们再看一下这个方法的规范。下表是规范的参数部分。

这个示例程序如下调用这个方法：

WebGL 变量uniform、gl.getUniformLocation、gl.uniform4f及其同族函数相关_山楂树の的博客-CSDN博客此章由于我们仍然在绘制单个的点，第1个参数mode仍然是gl.POINTS；设置第2个参数为0，表示从缓冲区中的第1个坐标开始画起；设置第3个参数为3，表示我们准备绘制3个点。

当程序运行到该代码时，实际上顶点着色器执行了count（3）次，我们通过存储在缓冲区中的顶点坐标数据被依次传给attribute变量，如下图所示：

注意，每次执行顶点着色器，a_Position的z和w分量值都会自动被设为0.0或1.0，因为a_Position需要4个分量（vec4），而你只提供了两个。

gl.vertexAttribPointer（）的第2个参数size被设为2。之前说过，这个参数表示缓冲区中每个顶点有几个分量值，在缓冲区中你只提供x坐标和y坐标，所以你将它设为2。