3D 그래픽에 HTML5 캔버스와 함께 WebGL을 어떻게 사용합니까?-H5 튜토리얼-php.cn

3D 그래픽 용 HTML5 캔버스와 함께 WebGL 사용 방법

WebGL은 처음에 생각할 수있는 방식으로 HTML5 캔버스를 직접 사용하지 않습니다. 대신 WebGL은 HTML5 캔버스 요소 내에 통합 되는 3D 그래픽 API 입니다 . 3D 렌더링에 별도로 사용하지 않습니다. WebGL은 <canvas></canvas> 요소 내에서 3D 렌더링 기능을 제공합니다.

프로세스에는 이러한 주요 단계가 포함됩니다.

캔버스 컨텍스트 얻기 : 먼저, gl = canvas.getContext('webgl') 또는 gl = canvas.getContext('experimental-webgl') 사용하여 <canvas></canvas> 요소에서 webgl 렌더링 컨텍스트를 얻습니다. 후자는 구형 브라우저를위한 것입니다. 여기에서 오류 처리가 중요합니다. WebGL이 지원되지 않으면 결과는 null 됩니다.
셰이더 : WebGL은 셰이더 (GLSL 프로그램)를 사용하여 정점과 픽셀이 처리되는 방법을 정의합니다. 정점 및 조각 셰이더를 만들어야합니다. 정점 셰이더는 3D 정점을 화면 좌표로 변환하는 반면 조각 셰이더는 각 픽셀의 색상을 결정합니다. 이 셰이더는 컴파일되어 WebGL 프로그램에 연결됩니다.
버퍼 : vertex 데이터 (위치, 색상, 정상, 텍스처 좌표 등)를 저장하기 위해 WebGL 버퍼를 생성합니다. 이 데이터는 효율적인 처리를 위해 GPU로 전송됩니다.
렌더링 : WebGL 기능을 사용하여 장면을 그릴 것입니다. 여기에는 유니폼 (셰이더로 전달 된 변수)을 설정하고 속성 (정점 데이터를 셰이더에 연결)을 활성화하고 gl.drawArrays() 또는 gl.drawElements() 와 같은 도면 함수를 호출하는 것이 포함됩니다.
렌더링 루프 : 애니메이션을 만들려면 장면을 반복적으로 업데이트하고 다시 그리는 렌더링 루프 (종종 requestAnimationFrame() 사용)이 필요합니다.

예 (단순화) :

 <code class="javascript">const canvas = document.getElementById('myCanvas'); const gl = canvas.getContext('webgl'); // ... Shader creation and compilation ... // ... Buffer creation and data loading ... function render() { gl.clear(gl.COLOR_BUFFER_BIT | gl.DEPTH_BUFFER_BIT); // ... Drawing commands ... requestAnimationFrame(render); } render();</code>

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3D 렌더링을위한 WebGL과 Canvas 2D API의 주요 성능 차이

Canvas 2D API는 3D 렌더링을 위해 설계되지 않았습니다. 2D 변환을 사용하여 3D를 시뮬레이션하려고 시도하는 것은 WebGL을 사용하는 것보다 상당히 느리고 효율적입니다. 다음은 고장입니다.

하드웨어 가속화 : WebGL은 하드웨어로드 렌더링의 GPU (그래픽 처리 장치)를 활용합니다. 이를 통해 복잡한 3D 장면, 특히 많은 다각형에서 상당히 빠른 처리가 가능합니다. 반면 캔버스 2D API는 CPU에만 의존하며 3D 그래픽에는 훨씬 느립니다.
3D 변환 : WebGL은 GPU 처리에 고도로 최적화 된 행렬을 사용하여 3D 변환 (회전, 번역, 스케일링)을 기본적으로 지원합니다. 2D 캔버스에서 이러한 변환을 시뮬레이션하려면 CPU에 대한 복잡한 계산이 포함되어 성능이 저하됩니다.
조명 및 음영 : WebGL은 정교한 조명 및 음영 모델을 지원하므로 3D 객체를 사실적으로 렌더링 할 수 있습니다. 2D 캔버스에서 유사한 효과를 달성하려면 수동 픽셀 조작이 필요하므로 성능이 매우 느립니다.
텍스처 매핑 : WebGL은 텍스처 매핑을 효율적으로 처리하여 세부 사항과 3D 모델에 추가합니다. 2D 캔버스에서 텍스처 매핑을 구현하는 것은 비효율적입니다.

요약하면, 3D 그래픽의 경우 WebGL은 하드웨어 가속 및 최적화 된 3D 렌더링 기능으로 인해 Canvas 2D API보다 더 나은 성능을 제공합니다. 3D에 Canvas 2D를 사용하는 것은 일반적으로 매우 간단한 장면을 넘어서는 실용적이지 않습니다.

기존 3D 모델링 소프트웨어를 사용하여 HTML5 캔버스와 통합 된 WebGL 프로젝트 용 자산을 만들 수 있습니까?

예, 물론! 가장 일반적인 3D 모델링 소프트웨어 패키지는 WebGL과 호환되는 형식으로 모델을 내보낼 수 있습니다. 인기있는 형식은 다음과 같습니다.

.OBJ : 널리 지원되는 간단한 텍스트 기반 형식.
.fbx : 애니메이션 및 자료를 지원하는 다목적 형식.
.GLTF (GL 전송 형식) : 웹 기반 3D 그래픽을 위해 특별히 설계된 새롭고 효율적인 형식. WebGL 프로젝트에 적극 권장됩니다.
.GLB : 이진 버전의 GLTF로 더 작은 파일 크기를 제공합니다.

모델을 내보낸 후에는 일반적으로 라이브러리를 사용하여 WebGL 애플리케이션에로드하거나 사용자 정의 코드를 작성하여 선택한 파일 형식을 구문 분석해야합니다. 많은 JavaScript 라이브러리는이 프로세스를 단순화하고 모델 로딩 처리, 텍스처 로딩 및 기타 작업을 간단합니다.

3D 그래픽 개발을 위해 WebGL 및 HTML5 캔버스를 통합 할 때 피할 수있는 일반적인 함정

몇 가지 일반적인 함정은 WebGL 개발을 방해 할 수 있습니다.

컨텍스트 오류 : WebGL 컨텍스트 ( canvas.getContext('webgl') )를 얻을 때 항상 null 을 확인하십시오. WebGL이 우아하게 지원되지 않는 경우를 처리하십시오.
셰이더 컴파일 오류 : 셰이더 컴파일러 로그를 조심스럽게 확인하십시오. GLSL 코드의 작은 구문 오류조차도 셰이더가 올바르게 컴파일되는 것을 방지 할 수 있습니다. 브라우저 개발자 도구를 사용하여 이러한 로그를 검사하십시오.
메모리 관리 : WebGL은 GPU 메모리를 사용합니다. GPU에 업로드 한 데이터의 양을 염두에 두십시오. 대규모 모델이나 텍스처는 성능 문제를 일으키거나 심지어 충돌을 일으킬 수 있습니다. DEC (Level-of Detail)와 같은 기술을 사용하여 먼 물체에 대해 렌더링 된 데이터의 양을 줄입니다.
디버깅 : WebGL 애플리케이션 디버깅은 어려울 수 있습니다. 브라우저 개발자 도구를 사용하여 WebGL 컨텍스트, 셰이더 및 렌더링 파이프 라인을 검사하십시오. 디버깅 도구 또는 라이브러리를 사용하여 오류를 찾는 데 도움이됩니다.
크로스 브라우저 호환성 : WebGL은 널리 지원되지만 다른 브라우저와 장치에서 동작에는 약간의 차이가있을 수 있습니다. 다양한 플랫폼에서 철저한 테스트가 중요합니다.
성능 최적화 : 성능 병목 현상에 대한 코드를 분석하십시오. 최적화를위한 영역을 식별하기 위해 응용 프로그램을 프로파일 링하십시오. 효율적인 렌더링 및 드로우 호출을 최소화하기 위해 인덱스 버퍼를 사용하는 것과 같은 기술은 성능에 중요합니다.