1.如何选择 WebGL 框架和引擎？
2.在 WebGL 中绘制地图（多边形篇）
3.体渲染原理及WebGL实现Volume Rendering
4.用SpectorJS优化WebGL应用
5.浏览器上的3D—WebGL和Three.js
6.走进Unity WebGL技术方案

如何选择 WebGL 框架和引擎？

       在选择 WebGL 框架和引擎时，可将它们大致分为三类：WebGL 封装、渲染引擎以及游戏引擎。下面将详细介绍这三类框架的特点、优势及适用场景。

       WebGL 封装：这类库主要解决 WebGL API 繁琐的html下载界面源码问题，简化开发流程，如 twgl.js 和 regl。twgl.js 主要通过减少代码重复来简化 WebGL 开发，适合初学者，但功能相对有限。regl 则提供更高级的抽象，将过程式转换为函数式，使得代码更直观，功能更为丰富，适合熟悉 WebGL 开发的开发者。OGL 则定位在介于封装和渲染引擎之间，提供基础渲染概念但需开发者自行处理材质和光源。

       渲染引擎：这类引擎将矩阵变换、材质和光源等概念封装，提供更高的抽象层次，如 Three.js 和 Babylon。它们降低了 WebGL 学习门槛，使得即使不熟悉 WebGL 的开发者也能快速上手。大部分渲染引擎也提供自定义 Shader 功能，支持 GPU 实例等特性，但一般无法自定义渲染管线。

       游戏引擎：Unreal Engine 和 Unity 是目前最火的游戏引擎，它们基于 WebGL 实现了 WebAssembly 版本。Unreal Engine 的 Web 版本在早期有着惊艳的渲染效果，但体积庞大，导致很少有人实际应用。Unity 的 Web 版本则体积较小，支持小游戏，kkcms源码下载但在正式项目中应用较少。Godot 是一款开源游戏引擎，功能强大，但在 Web 领域的发展受到限制。

       Three.js 是最知名的 WebGL 渲染引擎，拥有庞大的社区和丰富的功能。虽然其版本管理不专业，代码质量一般，但社区支持强大，适合学习和小型项目应用。PlayCanvas 虽然开源，但主要通过在线编辑器使用，不适合直接从源代码开始开发。

       综合考虑，选择 WebGL 框架和引擎时，应根据项目需求、团队熟悉度、性能需求和未来趋势来决定。对于小型项目或学习目的，Three.js 或 Babylon 是不错的选择；对于需要高性能渲染的游戏或应用程序，考虑使用 Three.js 或 Babylon，并关注 WebGPU 的发展，以期在未来利用其更强大的性能。游戏引擎如 Unreal Engine 和 Unity 适合大型游戏项目，但对资源和开发经验有较高要求。

在 WebGL 中绘制地图（多边形篇）

       在WebGL的世界里，描绘地理信息是一项有趣且实用的技能。近期，通过深入研究deck.gl源码，我掌握了在WebGL中绘制多边形的基础。这个过程包括数据格式处理、Tessellation与Triangulation，以及坐标系转换等步骤。英文 星座 源码

       首先，我们需要准备GeoJSON格式的数据，它以JSON形式定义了顶点坐标，如一个多边形的coordinates属性。除了多边形，GeoJSON还支持路径、散点等其他几何类型，具体细节可参考其TypeScript定义。

       在图形绘制中，关键步骤是将多边形分割成三角形。Tessellation和Triangulation技术将多边形分解为可绘制的基本形状。耳切法（ear clipping）是一种常用方法，通过不断移除构成“耳”的顶点，最终将多边形分割为多个三角形，实现这一过程的库如Mapbox的earcut。

       顶点坐标通常采用Web Mercator坐标系，需要经过一系列坐标转换，包括从Web Mercator到世界坐标，再到最终的裁剪坐标系。这些转换涉及到复杂的公式和矩阵计算，如在deck.gl的vertex shader中所示。

       最后，View矩阵和Projection矩阵的构建是关键，它们决定了摄像机的视角和投影效果。通过学习摄像机的移动原理，我们可以计算出这两个矩阵，结合Web Mercator和世界坐标系的差异，实现精确的映射。

       现在，我们已经能看到实际效果，如展示的美国地图示例，数据来自Natural Earth。接下来，idea源码教学我将分享更多内容，包括路径、散点的绘制，以及交互功能，如多边形边界描边和对象拾取。如果你对这些话题感兴趣，可以参考deck.gl的文档和源码，或者在文章下方留言交流。

体渲染原理及WebGL实现Volume Rendering

       体渲染（Volume Rendering）作为NeRF神经场辐射AI模型的基础，与传统渲染方法不同，它采用体积光线投射（Volume Ray Casting）等特殊方法来显示3D图形。

       本文将介绍体渲染的原理，并使用Three.js实现一个简单的体渲染器，源代码可在Github下载。推荐使用NSDT编辑器快速搭建可编程3D场景。

       1、体渲染基础

       体渲染是一种基于图像的方法，通过沿3D体积投射光线，将3D标量场渲染为2D图像。屏幕上的每个像素都是光线穿过立方体并按一定间隔从体素获取强度样本的结果。

       如何投射光线呢？一个简单的方法是使用大小为(1,1,1)的3D网格立方体，并在两个不同的渲染通道中渲染正面和背面（启用和禁用背面剔除）。

       对于屏幕中生成的每个立方体片段，我们可以创建一条从立方体正面开始并在背面结束的射线。有了光线的起点和终点，我们就可以开始对体素进行采样，以生成最终的片段颜色。

       2、准备原始文件

       原始文件通常非常简单，仅包含体素强度，没有标头或元数据，并且通常每个体素具有按X、Y和Z顺序排列的物料上报源码8位（或位）强度值。

       由于WebGL目前不支持存储或采样3D纹理，因此我们必须以2D纹理可以使用的方式存储它。我们可以存储一个png图像文件，其中所有Z切片一个挨着一个，形成2D切片的马赛克。

       一旦png文件作为2D纹理加载到内存中，我们就可以使用自定义SampleAs3DTexture函数对其进行采样，就好像它是3D纹理一样。

       3、第一个渲染通道

       在第二步中，我们打算生成用作光线终点的片段。因此，对于第一个渲染通道，我们不是绘制背面颜色，而是将片段的世界空间位置存储在渲染纹理中，作为RGB片段颜色内的x、y、z坐标值。

       4、第二个渲染通道

       该渲染通道是实际执行体积光线投射的通道，它首先绘制立方体的正面，其中正面的每个点都将是光线起点。

       顶点着色器创建两个输出：投影坐标（片段的2D屏幕坐标）和世界空间坐标。世界空间坐标将用作光线起点，而投影坐标将用于对存储立方体背面位置的纹理进行采样。

       4.1 获取光线结束位置

       基于上一步的位置，我们对纹理进行采样，得到背面片段的世界空间位置。

       4.2 设置射线

       有了前面和后面的位置，我们现在可以创建一条从frontPos开始并在backPos结束的射线。

       4.3 光线行进

       一旦设置了射线，我们就开始从起始位置行进射线并将射线当前位置向方向推进。在每个步骤中，我们都会对纹理进行采样以搜索体素强度。

       最后，片段着色器返回所遍历的体素值的合成结果。

用SpectorJS优化WebGL应用

       在WebGL应用开发中，高效的调试工具是至关重要的，尤其是在WebVR/AR领域不断发展的今天。对于WebGL开发者，尤其是经验丰富的开发者，找到与项目兼容且功能强大的工具显得尤为关键。然而，市面上的一些工具由于缺乏WebGL2功能或扩展支持，可能无法满足现代项目的需求。这就引出了Patrick Cozzi博客文章中提到的挑战。

       BabylonJS的核心贡献者，同时也是SpectorJS的开发者，由于在引擎层面的需要，看到了优化调试工具的必要性。SpectorJS作为开源项目，旨在提供一个与所有WebGL 3D引擎兼容的解决方案，能帮助开发者捕获和检查任何在应用中呈现的WebGL帧，无论是在开发初期还是经验丰富的阶段。

       安装SpectorJS非常方便，可以直接作为浏览器扩展使用，如Chrome或Firefox。一旦安装，你可以在访问像Babylon JS playground这样的网站时，看到扩展图标在具有3D上下文的画布上变为红色，这表示SpectorJS已准备就绪。点击后，它会注入额外的调试代码，捕获帧信息，并提供一个弹出窗口来查看详细数据，包括视觉状态变化、命令列表、着色器源代码等。

       SpectorJS不仅捕获视图直观，还能帮助开发者追踪问题，比较不同引擎之间的差异，并允许自定义数据的显示和通过代码驱动扩展。无论是为了团队协作还是跨平台问题解决，SpectorJS的强大功能都使其成为WebGL应用调试的强大工具。如果你希望在自己的项目中使用，可以在npm上找到独立版本的SpectorJS。

浏览器上的3D—WebGL和Three.js

       WebGL是什么

       WebGL，全称为Web Graphics Library，是一种3D绘图协议。它允许将JavaScript和OpenGL ES 2.0结合，通过增加一个JavaScript绑定，WebGL可以在HTML5 Canvas中提供硬件加速的3D渲染。这使得Web开发人员能够利用系统显卡在浏览器中更流畅地展示3D场景和模型，创造复杂的导航和数据可视化，且无需开发专用的渲染插件，适用于创建具有复杂3D结构的网站页面或3D网页游戏。

       WebGL的工作原理

       WebGL主要通过点、线、三角形进行基本绘图，复杂图形则通过三维软件导出顶点坐标，通常存储在显存中以加速GPU读取。顶点坐标通过顶点着色器由OpenGL ES编写，JavaScript定义并传递给GPU生成三角形。顶点着色器处理顶点坐标转换为屏幕坐标，包括应用投影矩阵将三维坐标转换为屏幕坐标。片元着色器负责给模型上色，计算模型的颜色、质地、灯光等，生成像素，完成整个渲染过程。

       WebGL完整工作流程

       WebGL工作流程分为准备数据、生成顶点着色器、图元装配、生成片元着色器和光栅化五个阶段。准备数据阶段提供顶点坐标、索引、UV坐标、法线等数据；生成顶点着色器阶段由JavaScript定义顶点着色器程序；图元装配阶段GPU根据顶点数量运行顶点着色器程序，生成最终坐标；生成片元着色器阶段处理模型颜色、质地、光照等；光栅化阶段通过片元着色器确定每个像素颜色，最终完成渲染。

       three.js是什么

       three.js是一个基于WebGL的库，封装了3D渲染需求中的重要工具和渲染循环。它简化了WebGL的接口，降低了学习成本，使开发者能够更加轻松地创建3D应用。three.js处理WebGL的大部分细节，提供了人类可读的3D API，使开发人员能够更加专注于创意和设计。

       推荐资料

       了解three.js的更多信息，可以参考以下资源：

       three.js - Javascript 3D library（官方网站）

       three.js / documentation（官方文档）

       Three.js 中文文档（内容可能不全或过时，仅可作为参考，请以官方英文文档为准）

       three.js / examples（官方示例）

       github.com/mrdoob/three...

       专栏：THREE.JS源码注释 - CSDN博客（十分详细的源码解读）

       官方双语/合集线性代数的本质（基础知识，关于矩阵）

       参考文章

       深入理解WebGL&Three.js工作原理 - cnwander - 博客园

       three.js 现学现卖

走进Unity WebGL技术方案

       深入探究Unity WebGL技术方案，我们能发现它在小游戏领域的潜力与应用。随着手机硬件性能提升和行业巨头的努力，小游戏能够轻松运行3D MMORPG，同时，也面临着互联网产品流量变现的压力。小游戏作为一种低成本的推广方式，能够覆盖更多用户。

       针对小游戏的接入，Unity的WebGL技术方案提供了一种可行的途径。借助项目接入支付宝小游戏的机会，我们研究了Unity的WebGL技术方案，对APP接入方法有了基本理解。通过总结，我们希望更多优秀的APP能够借助小游戏活出新高度，游戏能够更快地渗透市场。

       Unity WebGL技术方案在接入小游戏时，面临浏览器JS执行环境的限制，如单线程模式，这限制了Unity的执行上下文的独占性。此外，浏览器的安全策略限制了JS对本地文件系统的访问，依赖远程加载，这直接影响了游戏资源的加载效率。然而，Unity在移植方案时，已经做了大量工作，将实现部分暴露至JS层，为APP接入小游戏提供了便利。

       Unity WebGL方案的运行结构主要包括VirtualFileSystem提供资源、HTTP事件系统提供玩家操作输入、Unity引擎和上层逻辑处理，最后输出渲染结果至Canvas和播放音频。为了实现这些功能，需要一系列必要的组件，同时，可选组件提供了更多的灵活性。

       深入JS源代码，我们可以更好地理解Unity Webgl平台的输出文件、启动流程以及细节构造。例如，index.html作为小游戏页面的加载入口，通过加载webgl.loader.js实现unityInstance的创建，从而启动帧循环。同时，加载webgl.framework.js和webgl.data，进行初始化和内存文件系统构建，最终实现游戏的渲染与运行。

       在接入小游戏时，APP可以通过参考微信小游戏的开源代码，充分利用已有的组件和解决方案，快速搭建自己的小游戏平台。随着开源社区的丰富资源，更多替代组件的出现，解决了可行性问题后，剩下的便是技术实现的细节和工作量问题。

       总结，Unity WebGL技术方案为小游戏的接入提供了强大的支持。通过深入理解其技术架构和实现细节，我们能够更高效地将小游戏整合到APP中，从而提升用户体验，扩大用户基础。借助这一技术方案，APP和游戏开发者可以共同探索更多创新的可能性，推动行业的发展。