In der modernen Frontend-, Spiel- und Webentwicklung können WebGL-Bibliotheken digitale Meisterwerke erschaffen. Durch das Zeichnen von Vektorelementen, die auf dem Browserbildschirm mit der GPU generiert werden, kreiert WebGL interaktive Webgrafiken und somit ein verbessertes Nutzererlebnis. Die Qualität und Komplexität der visuellen Elemente heben dieses Werkzeug von anderen Methoden wie HTML oder CSS ab.
Das Wachstum und das steigende Interesse an WebGL sind unübersehbar; allerdings wird häufig ein Mangel an detaillierten Informationen zu dieser Technologie beobachtet. Lassen Sie uns die Grundlagen und die Vielfalt der Rahmenwerke und Bibliotheken, die es bieten kann, aufdecken.
WebGL-Grundlagen
Entgegen eines weit verbreiteten Missverständnisses ist WebGL keine Grafiksuite. Stattdessen nutzt es Code, um geometrische Objekte zu zeichnen, und den GPU-Motor eines Clients, um grafische Objekte auf einem HTML-Canvas zu rastern.
Um die Grundlagen von WebGL zu verstehen, hilft es, sich mit der grundlegenden 3D-Grafiktheorie und dem Rendering-Workflow vertraut zu machen. In einer 3D-Szene wird jeder Punkt als Vertex mit x,y,z-Koordinaten identifiziert. Die Vertices werden dann verbunden, um eine Gruppe von dreieckigen Formen, bekannt als Primitive, zu bilden. Die Lichtquelle wird angewendet, um das Erscheinungsbild von Schatten und Tiefe zu erzeugen. Die Primitive werden dann rasterisiert, um eine 3D-Vektorgrafik in eine Projektion eines 2D-Pixels zu verwandeln, was das Gehirn dazu bringt, ein 3D-Objekt auf einem 2D-Computerbildschirm zu sehen.
Es gibt zwei Arten von Funktionen in einem WebGL-Code: Vertex-Shader und Fragment-Shader. Sie werden angewendet, um dem Computer zu sagen, wie er Pixel auf dem Bildschirm zeichnen soll. Obwohl der Hauptprogrammcode in JavaScript geschrieben ist, verwenden Shader die GL Shader Language, die C/C++ ähnelt.
Ein Vertex-Shader berechnet die Koordinaten von Vertices, und der Fragment-Shader ist für das Berechnen der Pixel-Farben verantwortlich. Der Schattierungsprozess erfordert, dass der Computer Tonnen von Berechnungen durchführt, um Bilder reibungslos zu rendern. Oft ist dies eine zu große Arbeitslast für die CPU. Aus diesem Grund nutzt WebGL GPUs, um die Berechnungen effizienter zu verteilen.
Im Wesentlichen geht es bei der WebGL-API darum, Shader-Zustände anzupassen, um zu steuern, was auf den Bildschirmen der Nutzer gezeichnet wird.
Glücklicherweise müssen Sie keine Programme manuell erstellen, um 3D-Grafiken zu Ihrer Website hinzuzufügen. Sie können Ressourcen wie Three.js, PlayCanvas oder die Unity WebGL-Build-Option verwenden, um schnell 3D-Erlebnisse zu gestalten, ohne viel zugrundeliegendes Wissen über WebGL.
Zusätzliche Bibliotheken für WebGL
Es gibt eine große Vielfalt an WebGL-Frameworks und -Bibliotheken, die Webentwickler nutzen können, um Webprodukte zu entwickeln. Anstatt das Rad neu zu erfinden, kann die Anwendung vorgeschriebener Elemente die Geschwindigkeit der Webentwicklung erheblich steigern. Lassen Sie uns nun einen kurzen Überblick über einige der beliebten zusätzlichen Bibliotheken geben, die für die Entwicklung von Anwendungen mit WebGL verwendet werden.
Unity WebGL
Dies ist wahrscheinlich die erste Bibliothek, auf die Sie stoßen werden, wenn Sie nach Ressourcen für die WebGL-Entwicklung suchen. Unity WebGL ermöglicht es Webentwicklern, direkt mit der JavaScript-Engine des Browsers zu interagieren, sodass alle Elemente auf der Webseite miteinander kommunizieren können. Unity WebGL bietet verschiedene Methoden dafür an: Aufrufen von Javascript- oder C-Funktionen aus Unity-Skripten oder sogar das Senden einiger Daten an das Unity-Skript aus dem JavaScript des Browsers.
Three.js
Three.js ist eine Bibliothek mit vorgeschriebenen JavaScript-Elementen, die speziell für WebGL bestimmt sind. Die Bibliothek bietet eine Fülle von Effekten, Objekten, Kameras, Szenen, Materialien, Shadern und anderen Hilfsmitteln. Die Handbücher sind noch in Arbeit, aber eine umfangreiche Entwicklergemeinschaft im Web führt Foren und Diskussionen.
Babylon.js
Eine weitere Open-Source-Bibliothek, die oft als Engine für die Anzeige von 3D-Grafiken in einem Browser beschrieben wird. Babylon.js hat ein breites Anwendungsspektrum, einschließlich Gaming, Kriminalitätsdatenvisualisierung, Mode, Gesundheitserziehung und Militärtraining.
PlayCanvas
Speziell für Spiele entwickelt, ist PlayCanvas eine 3D-Engine, die von einer proprietären cloud-basierten Entwicklungsplattform unterstützt wird. Die Funktionen umfassen 3D-Animationen, Simulationen von starren Körpern und Sounddesign.
AFrame
Dieses Framework ist für die XR-Entwicklung (AR/VR und Mixed-Reality-Erlebnisse) gedacht und für die Anzeige von 3D- und VR-Elementen in einem Browser. AFrame ist im Wesentlichen ein VR-Plugin, das eine Reihe von Komponenten wie Animationen, Geometrien, Cursor, Steuerungen usw. bietet.
Deck.gl
Hauptsächlich für die Visualisierung von Geodaten verwendet, eignet sich Deck.gl hervorragend für die Verarbeitung großer Datensätze mit WebGL und die Erstellung komplexer Visualisierungen basierend auf Analyse
Die Gesamtzahl der zusätzlichen WebGL-Bibliotheken übersteigt 80, und alle zu beschreiben, würde den Rahmen dieses Artikels sprengen. Sie können jedoch eine umfangreiche Liste von Bibliotheken auf Openbase verwenden, um diejenige zu finden, die perfekt zu Ihren geschäftlichen Zwecken passt.
Abschließende Gedanken
In der 3D-Webgestaltung, interaktiven Apps, Spielen, Physiksimulationen, Datenvisualisierung und Kunstwerken eingesetzt, gilt WebGL als eine der innovativen Technologien, die fesselnde und interaktive Nutzererlebnisse schaffen. Erstellt von KhronosGroup, ist diese Technologie ein direkter Nachfahre von OpenGL ES, das für 3D-Visualisierungen in Spielen und VR verwendet wird.
WebGL ist sicherlich der Weg, wenn Sie nach plattformübergreifender und browserübergreifender Kompatibilität, Integration mit HTML und nahtloser Interaktion mit all seinen Elementen suchen.