Vue 3自定义渲染器与WebGL集成：VNode到图形API调用的低级转换与批处理优化

Vue 3 自定义渲染器与 WebGL 集成：VNode 到图形 API 调用的低级转换与批处理优化

大家好！今天我们来深入探讨一个高级话题：Vue 3 自定义渲染器与 WebGL 的集成。Vue 3 的自定义渲染器提供了一种强大的机制，允许我们脱离传统的 DOM 操作，将 VNode 渲染到任何目标平台。而 WebGL 作为底层的图形 API，提供了硬件加速的 2D 和 3D 图形渲染能力。将两者结合，我们可以构建高性能、定制化的图形应用。

本次讲座将主要围绕以下几个方面展开：

1. Vue 3 自定义渲染器基础：回顾 Vue 3 自定义渲染器的基本概念和 API，理解如何创建和使用一个自定义渲染器。
2. WebGL 基础：简要介绍 WebGL 的核心概念，如 Shader、Buffer、Texture 等。
3. VNode 到 WebGL 图形 API 的低级转换：详细讨论如何将 Vue 的 VNode 结构转换为 WebGL 的图形 API 调用，包括顶点数据、颜色数据、纹理坐标等的处理。
4. 批处理优化：探讨如何通过批处理技术，减少 WebGL 的绘制调用次数，提高渲染性能。
5. 代码示例与实践：提供完整的代码示例，演示如何使用 Vue 3 自定义渲染器将简单的 VNode 渲染到 WebGL 画布上。

一、Vue 3 自定义渲染器基础

Vue 3 自定义渲染器的核心在于 createRenderer API。它允许我们创建一个自定义的渲染器实例，该实例接管 Vue 组件的渲染过程。createRenderer 接受一个对象作为参数，该对象包含一系列的渲染钩子函数，用于处理不同类型的 VNode。

以下是一些常用的渲染钩子函数：

钩子函数	描述
createElement	用于创建新的元素。在 DOM 渲染器中，它会创建一个 DOM 元素。在我们的 WebGL 渲染器中，它可能创建一个表示 WebGL 图形对象的 JavaScript 对象。
patchProp	用于更新元素的属性。在 DOM 渲染器中，它会修改 DOM 元素的属性。在我们的 WebGL 渲染器中，它可能修改 WebGL 图形对象的属性，例如颜色、位置、大小等。
insert	用于将元素插入到父元素中。在 DOM 渲染器中，它会将 DOM 元素插入到 DOM 树中。在我们的 WebGL 渲染器中，它可能将 WebGL 图形对象添加到场景图中。
remove	用于从父元素中移除元素。在 DOM 渲染器中，它会从 DOM 树中移除 DOM 元素。在我们的 WebGL 渲染器中，它可能从场景图中移除 WebGL 图形对象。
createText	用于创建文本节点。在 DOM 渲染器中，它会创建一个 DOM 文本节点。在我们的 WebGL 渲染器中，我们可能需要用纹理来渲染文本。
createComment	用于创建注释节点。在 DOM 渲染器中，它会创建一个 DOM 注释节点。在我们的 WebGL 渲染器中，我们可以忽略注释节点。
setText	用于设置文本节点的内容。在 DOM 渲染器中，它会设置 DOM 文本节点的内容。在我们的 WebGL 渲染器中，我们需要更新用于渲染文本的纹理。
setElementText	用于设置元素的内容。在 DOM 渲染器中，它会设置 DOM 元素的内容。在我们的 WebGL 渲染器中，如果内容是文本，我们需要更新用于渲染文本的纹理。

通过实现这些钩子函数，我们可以控制 Vue 组件的渲染过程，将其渲染到 WebGL 画布上。

二、WebGL 基础

WebGL 是一种基于 OpenGL ES 2.0 的 JavaScript API，用于在浏览器中渲染 2D 和 3D 图形。它的核心概念包括：

• Canvas: WebGL 的渲染目标，是一个 HTML 元素。
• Context: WebGL 上下文，是 WebGL API 的入口点。
• Shader: 着色器，是 WebGL 的核心组件，用于处理顶点和像素数据。包括顶点着色器 (Vertex Shader) 和片元着色器 (Fragment Shader)。
• Buffer: 缓冲区，用于存储顶点数据、颜色数据、纹理坐标等。
• Texture: 纹理，用于存储图像数据，可以应用到 WebGL 图形对象上。
• Program: 程序，是顶点着色器和片元着色器的组合，用于执行渲染过程。
• Uniform: 全局变量，可以从 JavaScript 代码传递到 Shader 中。
• Attribute: 顶点属性，用于将顶点数据传递到顶点着色器中。

一个简单的 WebGL 渲染流程如下：

1. 获取 Canvas 元素和 WebGL 上下文。
2. 创建和编译 Shader 程序。
3. 创建 Buffer 并上传顶点数据、颜色数据、纹理坐标等。
4. 设置 Uniform 变量。
5. 绑定 Buffer 和 Shader 程序。
6. 调用 drawArrays 或 drawElements 函数进行绘制。

三、VNode 到 WebGL 图形 API 的低级转换

将 Vue 的 VNode 结构转换为 WebGL 的图形 API 调用是实现 Vue 3 自定义渲染器与 WebGL 集成的关键。我们需要定义 VNode 的节点类型和属性，并根据这些信息生成相应的 WebGL 图形对象和 API 调用。

例如，我们可以定义一个 rect 节点类型，用于渲染矩形。该节点类型可以包含以下属性：

• x: 矩形的 x 坐标。
• y: 矩形的 y 坐标。
• width: 矩形的宽度。
• height: 矩形的高度。
• color: 矩形的颜色。

在 createElement 钩子函数中，我们可以根据 VNode 的节点类型和属性，创建一个表示矩形的 JavaScript 对象，并存储矩形的顶点数据、颜色数据等。

const createRenderer = (options) => {
  const { createElement, patchProp, insert, remove } = options;

  const render = (vnode, container) => {
    if (vnode) {
      patch(null, vnode, container);
    } else {
      if (container._vnode) {
        unmount(container._vnode);
      }
    }
    container._vnode = vnode;
  };

  const patch = (n1, n2, container) => {
    const { type } = n2;

    if (typeof type === 'string') {
      processElement(n1, n2, container);
    } else if (typeof type === 'object') {
      // Component
    } else {
      //Do nothing
    }
  };

  const processElement = (n1, n2, container) => {
    if (!n1) {
      mountElement(n2, container);
    } else {
      patchElement(n1, n2, container);
    }
  };

  const mountElement = (vnode, container) => {
    const { type, props, children } = vnode;
    const el = createElement(type);

    for (const key in props) {
      patchProp(el, key, null, props[key]);
    }

    if (Array.isArray(children)) {
      mountChildren(children, el);
    }

    insert(el, container);
    vnode.el = el;  // store the element on the vnode
  };

  const patchElement = (n1, n2, container) => {
    const el = (n2.el = n1.el);
    const oldProps = n1.props || {};
    const newProps = n2.props || {};

    patchProps(el, newProps, oldProps);
  };

  const patchProps = (el, newProps, oldProps) => {
    for (const key in newProps) {
      if (newProps[key] !== oldProps[key]) {
        patchProp(el, key, oldProps[key], newProps[key]);
      }
    }

    for (const key in oldProps) {
      if (!(key in newProps)) {
        patchProp(el, key, oldProps[key], null);
      }
    }
  };

  const mountChildren = (children, container) => {
    children.forEach(child => {
      patch(null, child, container);
    });
  };

  const unmount = (vnode) => {
    remove(vnode.el);
  };

  return {
    render
  };
};

const webGLRenderer = createRenderer({
  createElement(type) {
    if (type === 'rect') {
      // 创建矩形对象
      return {
        type: 'rect',
        x: 0,
        y: 0,
        width: 0,
        height: 0,
        color: [1, 1, 1, 1], // white, RGBA
        vertexBuffer: null,
        colorBuffer: null
      };
    }
    return null; // Or throw an error if the type is not supported
  },
  patchProp(el, key, prevValue, nextValue) {
    if (el.type === 'rect') {
      switch (key) {
        case 'x':
          el.x = nextValue;
          break;
        case 'y':
          el.y = nextValue;
          break;
        case 'width':
          el.width = nextValue;
          break;
        case 'height':
          el.height = nextValue;
          break;
        case 'color':
          el.color = nextValue; // Assuming color is an array [r, g, b, a]
          break;
      }

      // Update WebGL buffers when properties change (needs to be implemented)
      updateRectBuffers(el);
    }
  },
  insert(el, container) {
    if (el.type === 'rect') {
      // Add the rectangle to the scene
      container.scene.push(el);
    }
  },
  remove(el) {
    if (el.type === 'rect') {
      // Remove the rectangle from the scene
      const index = container.scene.indexOf(el);
      if (index > -1) {
        container.scene.splice(index, 1);
      }
    }
  }
});

// This function is responsible for updating the WebGL buffers for a rectangle.
function updateRectBuffers(rect) {
  const gl = rect.gl; // Assuming the WebGL context is stored on the rect object.

  // Vertex data for a rectangle (two triangles)
  const vertices = [
    rect.x, rect.y,
    rect.x + rect.width, rect.y,
    rect.x, rect.y + rect.height,

    rect.x + rect.width, rect.y,
    rect.x + rect.width, rect.y + rect.height,
    rect.x, rect.y + rect.height
  ];

  // Color data (assuming a solid color for the rectangle)
  const colors = [];
  for (let i = 0; i < 6; i++) { // 6 vertices
    colors.push(rect.color[0], rect.color[1], rect.color[2], rect.color[3]);
  }

  // Create or update the vertex buffer
  if (!rect.vertexBuffer) {
    rect.vertexBuffer = gl.createBuffer();
  }
  gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, rect.vertexBuffer);
  gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, new Float32Array(vertices), gl.STATIC_DRAW);

  // Create or update the color buffer
  if (!rect.colorBuffer) {
    rect.colorBuffer = gl.createBuffer();
  }
  gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, rect.colorBuffer);
  gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, new Float32Array(colors), gl.STATIC_DRAW);
}

在 patchProp 钩子函数中，我们可以根据 VNode 的属性变化，更新 WebGL 图形对象的属性，并更新 WebGL 缓冲区的数据。

在 insert 钩子函数中，我们可以将 WebGL 图形对象添加到场景图中。

在 remove 钩子函数中，我们可以从场景图中移除 WebGL 图形对象。

最后，我们需要编写一个渲染函数，该函数遍历场景图，并调用 WebGL API 将图形对象渲染到 Canvas 上。

四、批处理优化

WebGL 的绘制调用是非常耗时的操作。为了提高渲染性能，我们需要尽可能地减少绘制调用次数。一种常用的优化技术是批处理。

批处理的原理是将多个具有相同 Shader 程序和纹理的图形对象合并成一个大的顶点缓冲区和索引缓冲区，然后一次性地调用 drawArrays 或 drawElements 函数进行绘制。

例如，我们可以将多个矩形合并成一个大的顶点缓冲区和索引缓冲区，然后使用同一个 Shader 程序和纹理进行绘制。这样可以大大减少绘制调用次数，提高渲染性能。

以下是一个简单的批处理示例：

function renderScene(gl, scene, programInfo) {
  gl.clearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);  // Clear to black, fully opaque
  gl.clearDepth(1.0);                 // Clear everything
  gl.enable(gl.DEPTH_TEST);           // Enable depth testing
  gl.depthFunc(gl.LEQUAL);            // Near things obscure far things

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

  // Collect all rectangles into a single buffer
  let allVertices = [];
  let allColors = [];

  for (const object of scene) {
    if (object.type === 'rect') {
      const vertices = [
        object.x, object.y,
        object.x + object.width, object.y,
        object.x, object.y + object.height,

        object.x + object.width, object.y,
        object.x + object.width, object.y + object.height,
        object.x, object.y + object.height
      ];

      const colors = [];
      for (let i = 0; i < 6; i++) {
        colors.push(object.color[0], object.color[1], object.color[2], object.color[3]);
      }

      allVertices = allVertices.concat(vertices);
      allColors = allColors.concat(colors);
    }
  }

  // Create and bind vertex buffer
  const vertexBuffer = gl.createBuffer();
  gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, vertexBuffer);
  gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, new Float32Array(allVertices), gl.STATIC_DRAW);

  // Create and bind color buffer
  const colorBuffer = gl.createBuffer();
  gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, colorBuffer);
  gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, new Float32Array(allColors), gl.STATIC_DRAW);

  // Tell WebGL how to pull out the positions from the position buffer into the vertexPosition attribute.
  {
    const numComponents = 2;  // pull out 2 values per iteration
    const type = gl.FLOAT;    // the data in the buffer is 32bit floats
    const normalize = false;  // don't normalize
    const stride = 0;         // how many bytes to get from one set of values to the next
                              // 0 = use type and numComponents above
    const offset = 0;         // how many bytes inside the buffer to start from
    gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, vertexBuffer);
    gl.vertexAttribPointer(
        programInfo.attribLocations.vertexPosition,
        numComponents,
        type,
        normalize,
        stride,
        offset);
    gl.enableVertexAttribArray(programInfo.attribLocations.vertexPosition);
  }

    // Tell WebGL how to pull out the colors from the color buffer into the vertexColor attribute.
  {
    const numComponents = 4;
    const type = gl.FLOAT;
    const normalize = false;
    const stride = 0;
    const offset = 0;
    gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, colorBuffer);
    gl.vertexAttribPointer(
        programInfo.attribLocations.vertexColor,
        numComponents,
        type,
        normalize,
        stride,
        offset);
    gl.enableVertexAttribArray(programInfo.attribLocations.vertexColor);
  }

  // Set the shader program
  gl.useProgram(programInfo.program);

  // Set the drawing position to the "identity" point, which is the center of the scene.
  const modelViewMatrix = mat4.create();

  // Now move the drawing position a bit to where we want to start drawing the square.

  mat4.translate(modelViewMatrix,     // destination matrix
                 modelViewMatrix,     // matrix to translate
                 [-0.0, 0.0, -6.0]);  // amount to translate

  // Set the shader uniforms
  gl.uniformMatrix4fv(
      programInfo.uniformLocations.projectionMatrix,
      false,
      projectionMatrix);
  gl.uniformMatrix4fv(
      programInfo.uniformLocations.modelViewMatrix,
      false,
      modelViewMatrix);

  // Draw the rectangles
  gl.drawArrays(gl.TRIANGLES, 0, allVertices.length / 2);
}

五、代码示例与实践

下面是一个完整的代码示例，演示如何使用 Vue 3 自定义渲染器将简单的 VNode 渲染到 WebGL 画布上。

<template>
  <canvas ref="canvas" width="500" height="500"></canvas>
</template>

<script>
import { ref, onMounted } from 'vue';
import { createRenderer } from 'vue';
import { mat4 } from 'gl-matrix'; // You might need to install gl-matrix

export default {
  setup() {
    const canvas = ref(null);
    let gl;
    let programInfo;
    const scene = [];

    // Vertex shader program

    const vsSource = `
      attribute vec4 aVertexPosition;
      attribute vec4 aVertexColor;

      uniform mat4 uModelViewMatrix;
      uniform mat4 uProjectionMatrix;

      varying lowp vec4 vColor;

      void main(void) {
        gl_Position = uProjectionMatrix * uModelViewMatrix * aVertexPosition;
        vColor = aVertexColor;
      }
    `;

    // Fragment shader program

    const fsSource = `
      varying lowp vec4 vColor;

      void main(void) {
        gl_FragColor = vColor;
      }
    `;

    // Initialize a shader program, so WebGL knows how to draw our data
    // vsSource, fsSource are strings containing the GLSL source code
    function initShaderProgram(gl, vsSource, fsSource) {
      const vertexShader = loadShader(gl, gl.VERTEX_SHADER, vsSource);
      const fragmentShader = loadShader(gl, gl.FRAGMENT_SHADER, fsSource);

      // Create the shader program

      const shaderProgram = gl.createProgram();
      gl.attachShader(shaderProgram, vertexShader);
      gl.attachShader(shaderProgram, fragmentShader);
      gl.linkProgram(shaderProgram);

      // If creating the shader program failed, alert

      if (!gl.getProgramParameter(shaderProgram, gl.LINK_STATUS)) {
        alert('Unable to initialize the shader program: ' + gl.getProgramInfoLog(shaderProgram));
        return null;
      }

      return shaderProgram;
    }

    // Creates a shader of the given type, uploads the source and compiles it.
    function loadShader(gl, type, source) {
      const shader = gl.createShader(type);

      // Send the source to the shader object

      gl.shaderSource(shader, source);

      // Compile the shader program

      gl.compileShader(shader);

      // See if it compiled successfully

      if (!gl.getShaderParameter(shader, gl.COMPILE_STATUS)) {
        alert('An error occurred compiling the shaders: ' + gl.getShaderInfoLog(shader));
        gl.deleteShader(shader);
        return null;
      }

      return shader;
    }

    // Collect all the info needed to use the shader program.
    // Look up which attribute our shader program is using
    // for aVertexPosition and look up uniform locations.
    function createProgramInfo(gl, shaderProgram) {
      return {
        program: shaderProgram,
        attribLocations: {
          vertexPosition: gl.getAttribLocation(shaderProgram, 'aVertexPosition'),
          vertexColor: gl.getAttribLocation(shaderProgram, 'aVertexColor'),
        },
        uniformLocations: {
          projectionMatrix: gl.getUniformLocation(shaderProgram, 'uProjectionMatrix'),
          modelViewMatrix: gl.getUniformLocation(shaderProgram, 'uModelViewMatrix'),
        },
      };
    }

    let projectionMatrix;

    const webGLRenderer = createRenderer({
      createElement(type) {
        if (type === 'rect') {
          // 创建矩形对象
          return {
            type: 'rect',
            x: 0,
            y: 0,
            width: 0,
            height: 0,
            color: [1, 1, 1, 1], // white, RGBA
            vertexBuffer: null,
            colorBuffer: null,
            gl: gl
          };
        }
        return null; // Or throw an error if the type is not supported
      },
      patchProp(el, key, prevValue, nextValue) {
        if (el.type === 'rect') {
          switch (key) {
            case 'x':
              el.x = nextValue;
              break;
            case 'y':
              el.y = nextValue;
              break;
            case 'width':
              el.width = nextValue;
              break;
            case 'height':
              el.height = nextValue;
              break;
            case 'color':
              el.color = nextValue; // Assuming color is an array [r, g, b, a]
              break;
          }

          // Update WebGL buffers when properties change (needs to be implemented)
          updateRectBuffers(el);
        }
      },
      insert(el, container) {
        if (el.type === 'rect') {
          // Add the rectangle to the scene
          container.scene.push(el);
        }
      },
      remove(el) {
        if (el.type === 'rect') {
          // Remove the rectangle from the scene
          const index = container.scene.indexOf(el);
          if (index > -1) {
            container.scene.splice(index, 1);
          }
        }
      }
    });

    // This function is responsible for updating the WebGL buffers for a rectangle.
    function updateRectBuffers(rect) {
      const gl = rect.gl; // Assuming the WebGL context is stored on the rect object.

      // Vertex data for a rectangle (two triangles)
      const vertices = [
        rect.x, rect.y,
        rect.x + rect.width, rect.y,
        rect.x, rect.y + rect.height,

        rect.x + rect.width, rect.y,
        rect.x + rect.width, rect.y + rect.height,
        rect.x, rect.y + rect.height
      ];

      // Color data (assuming a solid color for the rectangle)
      const colors = [];
      for (let i = 0; i < 6; i++) { // 6 vertices
        colors.push(rect.color[0], rect.color[1], rect.color[2], rect.color[3]);
      }

      // Create or update the vertex buffer
      if (!rect.vertexBuffer) {
        rect.vertexBuffer = gl.createBuffer();
      }
      gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, rect.vertexBuffer);
      gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, new Float32Array(vertices), gl.STATIC_DRAW);

      // Create or update the color buffer
      if (!rect.colorBuffer) {
        rect.colorBuffer = gl.createBuffer();
      }
      gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, rect.colorBuffer);
      gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, new Float32Array(colors), gl.STATIC_DRAW);
    }

    function renderScene(gl, scene, programInfo) {
      gl.clearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);  // Clear to black, fully opaque
      gl.clearDepth(1.0);                 // Clear everything
      gl.enable(gl.DEPTH_TEST);           // Enable depth testing
      gl.depthFunc(gl.LEQUAL);            // Near things obscure far things

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

      // Collect all rectangles into a single buffer
      let allVertices = [];
      let allColors = [];

      for (const object of scene) {
        if (object.type === 'rect') {
          const vertices = [
            object.x, object.y,
            object.x + object.width, object.y,
            object.x, object.y + object.height,

            object.x + object.width, object.y,
            object.x + object.width, object.y + object.height,
            object.x, object.y + object.height
          ];

          const colors = [];
          for (let i = 0; i < 6; i++) {
            colors.push(object.color[0], object.color[1], object.color[2], object.color[3]);
          }

          allVertices = allVertices.concat(vertices);
          allColors = allColors.concat(colors);
        }
      }

      // Create and bind vertex buffer
      const vertexBuffer = gl.createBuffer();
      gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, vertexBuffer);
      gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, new Float32Array(allVertices), gl.STATIC_DRAW);

      // Create and bind color buffer
      const colorBuffer = gl.createBuffer();
      gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, colorBuffer);
      gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, new Float32Array(allColors), gl.STATIC_DRAW);

      // Tell WebGL how to pull out the positions from the position buffer into the vertexPosition attribute.
      {
        const numComponents = 2;  // pull out 2 values per iteration
        const type = gl.FLOAT;    // the data in the buffer is 32bit floats
        const normalize = false;  // don't normalize
        const stride = 0;         // how many bytes to get from one set of values to the next
                                  // 0 = use type and numComponents above
        const offset = 0;         // how many bytes inside the buffer to start from
        gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, vertexBuffer);
        gl.vertexAttribPointer(
            programInfo.attribLocations.vertexPosition,
            numComponents,
            type,
            normalize,
            stride,
            offset);
        gl.enableVertexAttribArray(programInfo.attribLocations.vertexPosition);
      }

        // Tell WebGL how to pull out the colors from the color buffer into the vertexColor attribute.
      {
        const numComponents = 4;
        const type = gl.FLOAT;
        const normalize = false;
        const stride = 0;
        const offset = 0;
        gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, colorBuffer);
        gl.vertexAttribPointer(
            programInfo.attribLocations.vertexColor,
            numComponents,
            type,
            normalize,
            stride,
            offset);
        gl.enableVertexAttribArray(programInfo.attribLocations.vertexColor);
      }

      // Set the shader program
      gl.useProgram(programInfo.program);

      // Set the drawing position to the "identity" point, which is the center of the scene.
      const modelViewMatrix = mat4.create();

      // Now move the drawing position a bit to where we want to start drawing the square.

      mat4.translate(modelViewMatrix,     // destination matrix
                     modelViewMatrix,     // matrix to translate
                     [-0.0, 0.0, -6.0]);  // amount to translate

      // Set the shader uniforms
      gl.uniformMatrix4fv(
          programInfo.uniformLocations.projectionMatrix,
          false,
          projectionMatrix);
      gl.uniformMatrix4fv(
          programInfo.uniformLocations.modelViewMatrix,
          false,
          modelViewMatrix);

      // Draw the rectangles
      gl.drawArrays(gl.TRIANGLES, 0, allVertices.length / 2);
    }

    onMounted(() => {
      gl = canvas.value.getContext('webgl');
      if (!gl) {
        alert('Unable to initialize WebGL. Your browser or machine may not support it.');
        return;
      }

      // Initialize the shader program
      const shaderProgram = initShaderProgram(gl, vsSource, fsSource);

      // Collect all the info needed to use the shader program.
      programInfo = createProgramInfo(gl, shaderProgram);

      // Create a perspective matrix, a special matrix that is
      // used to simulate the distortion of perspective in a camera.
      // Our field of view is 45 degrees, with a width/height
      // ratio that matches the display size of the canvas
      // and we only want to see objects between 0.1 units
      // and 100 units away from the camera.

      const fieldOfView = 45 * Math.PI / 180;   // in radians
      const aspect = gl.canvas.clientWidth / gl.canvas.clientHeight;
      const zNear = 0.1;
      const zFar = 100.0;
      projectionMatrix = mat4.create();

      // note: glmatrix.js always has the first argument
      // as the destination to receive the result.
      mat4.perspective(projectionMatrix,
                       fieldOfView,
                       aspect,
                       zNear,
                       zFar);

      // Set up the container for the webGLRenderer
      const container = { scene };

      // Initial render
      webGLRenderer.render(
        {
          type: 'rect',
          props: {
            x: 100,
            y: 100,
            width: 200,
            height: 100,
            color: [1.0, 0.0, 0.0, 1.0] // Red
          }
        },
        container
      );
      webGLRenderer.render(
        {
          type: 'rect',
          props: {
            x: 200,
            y: 200,
            width: 100,
            height: 50,
            color: [0.0, 1.0, 0.0, 1.0] // Green
          }
        },
        container
      );

      renderScene(gl, scene, programInfo);
    });

    return {
      canvas
    };
  }
};
</script>

这个示例创建了一个简单的 Vue 组件，该组件包含一个 Canvas 元素。在 onMounted 钩子函数中，我们获取 Canvas 元素的 WebGL 上下文，并创建了一个自定义的 Vue 渲染器。该渲染器可以渲染 rect 节点类型，并将其转换为 WebGL 的矩形渲染。

需要安装 gl-matrix: npm install gl-matrix

注意:

• 这个示例只是一个简单的演示，它没有包含所有的 WebGL 功能。
• 你需要根据实际需求，扩展 VNode 的节点类型和属性，并实现相应的 WebGL 渲染逻辑。
• 为了提高渲染性能，你可以使用批处理技术，减少 WebGL 的绘制调用次数。

总结与回顾

我们探讨了 Vue 3 自定义渲染器与 WebGL 集成的基本概念和实现方法。通过自定义渲染器，我们可以将 Vue 组件渲染到 WebGL 画布上，实现高性能、定制化的图形应用。 理解VNode到图形API的转换以及批处理优化是构建高效WebGL渲染器的关键。

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