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小程序成為了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的重要產(chǎn)品之一，它可以在微信、支付寶等平臺(tái)上運(yùn)行，用戶可以輕松地獲取到各類信息，進(jìn)行各種操作。其中，小程序的渲染技術(shù)是非常關(guān)鍵的，決定了小程序能否順暢運(yùn)行、展示漂亮的界面。而其中一個(gè)非常值得關(guān)注的技術(shù)就是Canvas 2D與3D圖形繪制。

Canvas是HTML5的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，是一種可編程的圖形環(huán)境，它可以幫助用戶在Web頁(yè)面上繪制圖形、顯示動(dòng)畫、制作游戲等。而Canvas具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

1. 高性能：Canvas渲染時(shí)使用GPU加速，可以讓圖形繪制更加流暢。

2. 靈活性：Canvas可以進(jìn)行2D和3D繪制，用戶可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇。

3. 多樣性：Canvas可以繪制各種可視化圖表，如折線圖、餅圖、雷達(dá)圖等。

基于這些特點(diǎn)，Canvas成為了小程序開發(fā)過(guò)程中經(jīng)常使用的技術(shù)之一。下面將分別介紹Canvas 2D和3D圖形繪制的相關(guān)內(nèi)容。

Canvas 2D圖形繪制

Canvas 2D圖形繪制是通過(guò)ctx這個(gè)對(duì)象來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其中最常用的就是繪制線條和矩形。比如，我們可以通過(guò)以下的代碼來(lái)畫一個(gè)簡(jiǎn)單的矩形：

```

const ctx = wx.createCanvasContext('myCanvas')

ctx.setFillStyle('red')

ctx.fillRect(10, 10, 150, 100)

ctx.draw()

```

這里我們通過(guò)`wx.createCanvasContext()`來(lái)創(chuàng)建一個(gè)Canvas對(duì)象，然后通過(guò)`ctx.setFillStyle()`方法來(lái)設(shè)置矩形的填充顏色，接著調(diào)用`ctx.fillRect()`方法來(lái)畫出矩形。最后通過(guò)`ctx.draw()`方法將矩形繪制到Canvas對(duì)象上。

Canvas 2D圖形繪制還支持線條、圓形等繪制方法，用戶可以根據(jù)實(shí)際需求來(lái)選擇不同的方法。

Canvas 3D圖形繪制

Canvas 3D圖形繪制需要使用到WebGL技術(shù)，它是一種基于OpenGL的圖形渲染API，可以實(shí)現(xiàn)高性能的計(jì)算機(jī)圖形渲染。在小程序開發(fā)中，我們可以使用`gl-matrix`這個(gè)庫(kù)來(lái)簡(jiǎn)化WebGL代碼的編寫。

以下是一個(gè)繪制立方體的示例代碼：

```

const gl = wx.createWebGLContext('myCanvas')

const mat4 = require('gl-matrix').mat4

const vertices = [

// Front face

-1.0, -1.0, 1.0,

1.0, -1.0, 1.0,

1.0, 1.0, 1.0,

-1.0, 1.0, 1.0,

// Back face

-1.0, -1.0, -1.0,

-1.0, 1.0, -1.0,

1.0, 1.0, -1.0,

1.0, -1.0, -1.0,

// Top face

-1.0, 1.0, -1.0,

-1.0, 1.0, 1.0,

1.0, 1.0, 1.0,

1.0, 1.0, -1.0,

// Bottom face

-1.0, -1.0, -1.0,

1.0, -1.0, -1.0,

1.0, -1.0, 1.0,

-1.0, -1.0, 1.0,

// Right face

1.0, -1.0, -1.0,

1.0, 1.0, -1.0,

1.0, 1.0, 1.0,

1.0, -1.0, 1.0,

// Left face

-1.0, -1.0, -1.0,

-1.0, -1.0, 1.0,

-1.0, 1.0, 1.0,

-1.0, 1.0, -1.0,

]

const indices = [

0, 1, 2, 0, 2, 3, // Front face

4, 5, 6, 4, 6, 7, // Back face

8, 9, 10, 8, 10, 11, // Top face

12, 13, 14, 12, 14, 15, // Bottom face

16, 17, 18, 16, 18, 19, // Right face

20, 21, 22, 20, 22, 23, // Left face

]

const vsSource = `

attribute vec3 position;

uniform mat4 modelViewMatrix;

uniform mat4 projectionMatrix;

void main() {

gl_Position = projectionMatrix * modelViewMatrix * vec4(position, 1.0);

}

`

const fsSource = `

precision mediump float;

void main() {

gl_FragColor = vec4(1.0, 1.0, 1.0, 1.0);

}

`

const shaderProgram = gl.createProgram()

const vs = gl.createShader(gl.VERTEX_SHADER)

gl.shaderSource(vs, vsSource)

gl.compileShader(vs)

gl.attachShader(shaderProgram, vs)

const fs = gl.createShader(gl.FRAGMENT_SHADER)

gl.shaderSource(fs, fsSource)

gl.compileShader(fs)

gl.attachShader(shaderProgram, fs)

gl.linkProgram(shaderProgram)

gl.useProgram(shaderProgram)

const positionAttributeLocation = gl.getAttribLocation(shaderProgram, 'position')

const modelViewMatrixUniformLocation = gl.getUniformLocation(shaderProgram, 'modelViewMatrix')

const projectionMatrixUniformLocation = gl.getUniformLocation(shaderProgram, 'projectionMatrix')

const positionBuffer = gl.createBuffer()

gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, positionBuffer)

gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, new Float32Array(vertices), gl.STATIC_DRAW)

const indexBuffer = gl.createBuffer()

gl.bindBuffer(gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER, indexBuffer)

gl.bufferData(gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER, new Uint16Array(indices), gl.STATIC_DRAW)

const fieldOfViewRadians = Math.PI / 4

const aspect = gl.canvas.width / gl.canvas.height

const zNear = 0.1

const zFar = 100.0

const projectionMatrix = mat4.create()

mat4.perspective(projectionMatrix, fieldOfViewRadians, aspect, zNear, zFar)

const modelViewMatrix = mat4.create()

mat4.translate(modelViewMatrix, modelViewMatrix, [-0.0, 0.0, -6.0])

function drawScene() {

gl.clearColor(0, 0, 0, 0)

gl.clearDepth(1.0)

gl.viewport(0, 0, gl.canvas.width, gl.canvas.height)

gl.enable(gl.DEPTH_TEST)

gl.enable(gl.CULL_FACE)

gl.depthFunc(gl.LEQUAL)

gl.clear(gl.COLOR_BUFFER_BIT | gl.DEPTH_BUFFER_BIT)

gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, positionBuffer)

gl.vertexAttribPointer(positionAttributeLocation, 3, gl.FLOAT, false, 0, 0)

gl.enableVertexAttribArray(positionAttributeLocation)

gl.bindBuffer(gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER, indexBuffer)

gl.uniformMatrix4fv(modelViewMatrixUniformLocation, false, modelViewMatrix)

gl.uniformMatrix4fv(projectionMatrixUniformLocation, false, projectionMatrix)

gl.drawElements(gl.TRIANGLES, indices.length, gl.UNSIGNED_SHORT, 0)

requestAnimationFrame(drawScene)

}

drawScene()

```

這里我們同樣是通過(guò)`wx.createWebGLContext()`來(lái)創(chuàng)建一個(gè)WebGL上下文對(duì)象，然后使用`gl-matrix`庫(kù)來(lái)簡(jiǎn)化WebGL的繁瑣的操作。在繪制過(guò)程中，先調(diào)用`gl.createShader()`創(chuàng)建頂點(diǎn)著色器和片元著色器，通過(guò)連接這兩個(gè)著色器來(lái)構(gòu)建著色器程序。然后創(chuàng)建頂點(diǎn)緩沖區(qū)、索引緩沖區(qū)對(duì)象，將頂點(diǎn)數(shù)據(jù)和索引數(shù)據(jù)分別傳入到這兩個(gè)緩沖區(qū)對(duì)象中。接著通過(guò)`gl.uniformMatrix4fv()`函數(shù)來(lái)設(shè)置矩陣信息，最后調(diào)用`gl.drawElements()`方法來(lái)繪制立方體。

總結(jié)

Canvas 2D和3D圖形繪制是小程序渲染技術(shù)中的重要組成部分，它們可以幫助開發(fā)者快速繪制各種圖形、動(dòng)畫、游戲等。Canvas 2D繪制更加簡(jiǎn)單、靈活，適用于繪制基本圖形；Canvas 3D繪制更加復(fù)雜、高效，適用于繪制高級(jí)圖形。開發(fā)者需要根據(jù)實(shí)際需求來(lái)選擇不同的繪制方法，達(dá)到更好的渲染效果。