從0開發3D引擎（二）：準備預備知識

你們好，本文介紹了開發3D引擎須要的預備知識，給出了相關的資源。

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從0開發3D引擎（一）：開篇

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從0開發3D引擎（三）：搭建開發環境

瞭解Web 3D

Web 3D的歷史-WebGL

目前Web 3D是基於WebGL這個Web端3D API的，它的版本歷史爲：

（圖來自於WebGPU 開發狀態與計劃）

（注：OpenGL是桌面端的3D API，OpenGL ES是移動端的3D API）

• 2007年，發佈OpenGL ES 2.0

OpenGL ES 2.0引入了可編程着色器，增長了頂點着色器和片斷着色器。

• 2011年，基於OpenGL ES 2.0，發佈WebGL 1.0

WebGL 1.0的發佈和各大瀏覽器的支持，意味着Web 3D時代的來臨。隨後各類Web 3D開源引擎（如three.js、babylon.js等）以及Web 3D商業化方案（如playcanvas）陸續出現，使得Web 3D應用開發變得愈來愈簡單。

• 2012年，發佈了OpenGL ES 3.0；2014年和2015年分別發佈了OpenGL ES 3.1和3.2

移動端3D API繼續加強，升級內容如上圖（「WebGL版本演示」）所示。

• 2017年，基於OpenGL ES 3.0，發佈了WebGL 2.0

WebGL 2.0徹底兼容WebGL 1.0，進行了不少加強：如支持3D紋理、UBO等

Apple不支持WebGL 2.0的，可是根據知乎上的「狄學長」的回答，谷歌正在提供協助，使得蘋果手機的ios系統在不久後支持它：

Google Chrome team 正在幫Apple的Safari 把ANGLE接入到Webkit
這樣最後的ios上就能支持WebGL2了。預計是2020年末。

WebGL 2.0相關學習資料
WebGL2有什麼新內容
最值得期待的WebGL 2.0功能
WebGL 2.0 for SIGGRAPH Asia 2015

Web 3D的將來-WebGPU

• 將來，基於DirectX十二、Vulkan和Metal，將會發布WebGPU

WebGPU是最新的Web 3D API，是WebGL的升級版。
瀏覽器封裝了現代圖形API（Dx十二、Vulkan、Metal），提供給Web 3D程序員WebGPU API。

（圖來自於WebGPU 開發狀態與計劃）

（圖來自於WebGPU 開發狀態與計劃）

WebGPU相關學習資料
WebGPU學習系列目錄
該系列是我寫的WebGPU實戰教程，若是讀者想從0學習WebGPU，瞭解現代圖形API的技術要點，歡迎讀者閱讀它～

瞭解WebGL 1.0的基礎知識

本系列使用WebGL 1.0構建3D引擎，所以在本節會介紹相關的學習資源。

入門學習

《WebGL編程指南》

很是易懂的實戰類書籍，提供了不少具體的Demo，讓讀者能零基礎學習和應用WebGL。
建議讀者先閱讀該書。

豆瓣書評

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座標系變換

3D模型的座標須要在多個座標系中進行變換（經過乘以對應的矩陣進行變換），相關資料可參考：
OpenGL座標變換及其數學原理，兩種攝像機交互模型（附源程序） -> 圖形學中的變換模型以及OpenGL的實現
[OpenGL ES 03]3D變換：模型，視圖，投影與Viewport
齊次座標系入門級思考

3D數學

《3D數學基礎：圖形與遊戲開發》

本書講解矩陣、四元數等跟引擎開發很是相關的數學知識。

建議讀者先大概瀏覽一遍，有一個印象，而後在本系列後面開發引擎的過程當中，遇到問題再查詢該書的對應章節。

豆瓣書評

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渲染管線

在每一幀，GPU會處理從CPU端傳來的3D數據，通過渲染管線的處理，最終繪製到屏幕上。

渲染管線會執行多個着色器，經歷多個處理階段。

能夠經過相關資料進行了解：

• WebGL學習筆記（一）：理解基本概念和渲染管線

• 《OpenGL超級寶典》

本書詳細介紹了OpenGL 2.0的渲染流水線的各個階段（如深度測試等），通俗易懂，適合入門。

雖然本書介紹OpenGL 2.0，但由於WebGL 1對應OpenGL 2.0，因此本書的知識點也能夠套用在WebGL 1中。

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