庞国明-博客

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WebGL 入门-WebGL简介与3D图形学

发表于 2014-10-31


什么是WebGL?

WebGL是一项使用JavaScript实现3D绘图的技术,浏览器无需插件支持,Web开发者就能借助系统显卡(GPU)进行编写代码从而呈现3D场景和对象。

WebGL基于OpenGL ES 2.0,OpenGL ES 是 OpenGL 三维图形 API 的子集,针对手机、平板电脑和游戏主机等嵌入式设备而设计。浏览器内核通过对OpenGL API的封装,实现了通过JavaScript调用3D的能力。WebGL 内容作为 HTML5 中的Canvas标签的特殊上下文实现在浏览器中。

WebGL标准由科纳斯组织(Khronos Group)开发和维护,Google、Mozilla、Opera和Apple 等浏览器厂商都是其中的成员,为这一标准做出了显著贡献。



WebGL支持现状

目前所有的主流桌面浏览器都已经支持WebGL,但手机端的浏览器只有部分最新版支持。

桌面浏览器

Mozilla Firefox 4+ Google Chrome 8+
Internet Explorer 11+ Safari 5.1+
Opera 12+

移动浏览器
Firefox 25+
Google Chrome 31+ Opera Mobile 12+
Android Browser 暂不支持 iOS Safari暂不支持
* IE Mobile 暂不支持



3D图形学

在真正开始学习WlebGL之前,我们还要改了解下3D图形学,有助于接下来的3D图形编程。

3D坐标系

笛卡儿坐标系相比大家都很熟悉,即数学中常见的直角坐标系,由两条互相垂直的坐标轴组成,通常标记为x轴和y轴。这种坐标系可以用于定义页面中元素的坐标位置。

而在绘制3D图形时,除了x轴和y轴,我们还需要一个z轴,用于表示深度,即3D物体距离屏幕的距离。



点、线、面和网格

3D空间内的所有物体都是由点、线及面组成。一个点由3个值组成 - x、y、z,表示3D空间内的唯一位置。2个点可以连成一条线,3个点我们就可以形成一个平面。多个面相互拼接就组成了网格。

我们常见的球体看起来很圆滑,其实是由很多个点、线、面组合而成的。



纹理贴图及材质

网格本身是没有纹理和材质的。

纹理可以定义一个网格表面的外观,可以是纯色或者是填充位图,甚至更加复杂。

材质就是网格表面的特性,模型外表是否透明、是否会反射等都是通过网格的材质所定义的。

变换和矩阵

3D网格的形状由顶点位置决定。模型变换就是利用矩阵对模型的大小、位移、旋转等进行操作。如果你不了解矩阵也无须担心,许多WebGL库都能帮助我们完成相应的操作。

摄像机、视口和投影

我们在Canvas上看到的3D空间并非一个真实的3D空间,而是用数学算法将模拟的3D空间投射到2D视口的图像而已。投影就是将模拟的三维空间内的物体映射到屏幕上生成一个二维图像的过程。投影分为正交投影和透视投影,这也就是摄像机的实现原理。

摄像机是用户观察场景的眼睛,摄像机的视野决定了透视关系和我们在Canvas上看到的内容。



着色器

为了最终的渲染模型,开发者必须精确的定义定点、变换、材质和相机之间的关系。这就是由着色器来完成的。着色器包含了将模型投射到屏幕上的算法,通常是由类C语言编写,编译并运行在图形处理单元(GPU)中。

在AngularJS应用中实现认证授权

发表于 2014-10-28

在AngularJS应用中实现认证授权

在每一个严肃的应用中,认证和授权都是非常重要的一个部分。单页应用也不例外。应用并不会将所有的数据和功能都 暴露给所有的用户。用户需要通过认证和授权来查看应用的某个特定部分,或者在应用中进行特定的行为。为了在应用中对用户进行识别,我们需要让用户进行登录。

在用户管理方面,传统的服务器端应用和单页应用的实现方式有所不同,单页应用能够和服务器通信的方式只有AJAX。对于登录和退出来说也是如此。

负责识别用户的服务器端需要暴露出一个认证断电。单页应用将会把用户输入的信息发送到这个节点进行认证。在一个基于认证系统的典型token中,这 项服务用于在认证完毕之后获取一个token或者一个包含已登录用户的名字和角色信息的对象。客户端则需要在所有的安全API中获取这个token。

由于获取toekn的行为将会多次发生,我们最好将这个token存在客户端。在Angular中,我们可以将这个值存在一个服务中,因为服务在客 户端中是一个单体。但是,如果用户刷新了页面,服务中的值将会丢失。在这种情况下,最好将值存放在一个有浏览器提供的安全存储中,在这里我们要是用的是 sessionStorage,因为它在浏览器关闭时会自动被清空。

实现登录

我们现在来看一些代码。假设我们已经实现了所有的服务器端的逻辑,并且有一个叫做api/login的REST接口进行登录认证,它将返回一个token。我们来写一个简单的服务用于用户登录。在后面我们会为这个服务逐渐添加功能:

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app.factory("authenticationSvc", function($http, $q, $window) {
var userInfo;

function login(userName, password) {
var deferred = $q.defer();

$http.post("/api/login", {
userName: userName,
password: password
}).then(function(result) {
userInfo = {
accessToken: result.data.access_token,
userName: result.data.userName
};
$window.sessionStorage["userInfo"] = JSON.stringify(userInfo);
deferred.resolve(userInfo);
}, function(error) {
deferred.reject(error);
});

return deferred.promise;
}

return {
login: login
};
});

在实际的代码中,你可能会想要将存储的代码重构为一个单独的服务。在这里为了简单起见,我们只是将它放在他用一个服务中。这个服务可以被一个用于处理登录功能的控制器所用。

# 安全路由

我们需要在应用中设置一些安全路由。如果一个用户没有登录同时想要进入到某一个安全路由中,他应该被重定向到登录页。我们可以使用路由选项中的resolve来实现这个功能。下面的代码片段展示了其中一种实现思路:

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<pre class="brush:javascript;gutter:true;">$routeProvider.when("/", {
templateUrl: "templates/home.html",
controller: "HomeController",
resolve: {
auth: ["$q", "authenticationSvc", function($q, authenticationSvc) {
var userInfo = authenticationSvc.getUserInfo();

if (userInfo) {
return $q.when(userInfo);
} else {
return $q.reject({ authenticated: false });
}
}]
}
});

resolve块可以包含多个代码块,这些代码块将会在完成时返回promise对象。为了说明,上面代码中的auth并不在框架中,而是我们自己定义的。你可以根据你的需求来进行修改。

通过或者拒绝路由的原因有很多种。在这里的情形中,你可以在解析/拒绝一个promise的时候传递一个对象。我们在服务中还没有实现getLoggedInUser()方法。它是一个很简单的方法,能够从服务中返回loggedInUser对象。

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<pre class="brush:javascript;gutter:true;">app.factory("authenticationSvc", function() {
var userInfo;

function getUserInfo() {
return userInfo;
}
});

通过上面的代码中的promise发送的想将会通过$rootScope进行广播。如果路由被解析,那么$routeChangeSuccess事件将会 被广播。然而,如果路由失败,那么事件$touteChangeError将会被广播。我们将监听$routeChangeError事件并将用户重定向 到登录页上。由于事件是在$rootScope层级上,最好在run函数中绑定事件处理器。

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<pre class="brush:javascript;gutter:true;">app.run(["$rootScope", "$location", function($rootScope, $location) {
$rootScope.$on("$routeChangeSuccess", function(userInfo) {
console.log(userInfo);
});

$rootScope.$on("$routeChangeError", function(event, current, previous, eventObj) {
if (eventObj.authenticated === false) {
$location.path("/login");
}
});
}]);
# 处理页面刷新

当用户刷新页面时,服务将会失去现有状态。我们需要从浏览器的session storage中获取数据并将这些值赋值给loggerInUser变量。由于一个factory只会被调用一次,我们需要在一个初始化函数中设置这个变量,代码如下所示:

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<pre class="brush:javascript;gutter:true;">    function init() {
if ($window.sessionStorage["userInfo"]) {
userInfo = JSON.parse($window.sessionStorage["userInfo"]);
}
}

init();
# 退出

当用户想要从应用中退出时,相应的API必须连同包含在请求头部中的token一起被调用。一旦用户退出,我们还需要清空sessionstorage中的数据。下面例子包含了一个退出函数,这个函数需要被添加到认证服务中。

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<pre class="brush:javascript;gutter:true;">function logout() {
var deferred = $q.defer();

$http({
method: "POST",
url: logoutUrl,
headers: {
"access_token": userInfo.accessToken
}
}).then(function(result) {
$window.sessionStorage["userInfo"] = null;
userInfo = null;
deferred.resolve(result);
}, function(error) {
deferred.reject(error);
});

return deferred.promise;
}

<div class="content-wapper">
<div class="content">
<div class="left">
<div class="wrapper">
<div class="entry-content">

# 总结

单页应用的认证方式和传统web应用的认证方式非常不同。由于主要的工作都搬到了浏览器端,用户的状态也需要存储在客户端。重要的一点是要记住用户的状态也需要的服务器端保存和进行验证,因为骇客很可能慧聪客户端窃取用户的数据。

* * *

本文译自Implementing Authentication in Angular Applications,原文地址http://www.sitepoint.com/implementing-authentication-angular-applications/

</div></div></div></div></div></pre></pre></pre></pre></pre>

图解正向代理、反向代理、透明代理

发表于 2014-10-23

一、正向代理(Forward Proxy)

一般情况下,如果没有特别说明,代理技术默认说的是正向代理技术。关于正向代理的概念如下:
正向代理(forward)是一个位于客户端【用户A】和原始服务器(origin server)【服务器B】之间的服务器【代理服务器Z】,为了从原始服务器取得内容,用户A向代理服务器Z发送一个请求并指定目标(服务器B),然后代理服务器Z向服务器B转交请求并将获得的内容返回给客户端。客户端必须要进行一些特别的设置才能使用正向代理。如下图1.1

(图1.1)
从上面的概念中,我们看出,文中所谓的正向代理就是代理服务器替代访问方【用户A】去访问目标服务器【服务器B】
这就是正向代理的意义所在。而为什么要用代理服务器去代替访问方【用户A】去访问服务器B呢?这就要从代理服务器使用的意义说起。
使用正向代理服务器作用主要有以下几点:

## 1、访问本无法访问的服务器B,如下图1.2

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## (图1.2)

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## 我们抛除复杂的网络路由情节来看图1.2,假设图中路由器从左到右命名为R1,R2

## 假设最初用户A要访问服务器B需要经过R1和R2路由器这样一个路由节点,如果路由器R1或者路由器R2发生故障,那么就无法访问服务器B了。但是如果用户A让代理服务器Z去代替自己访问服务器B,由于代理服务器Z没有在路由器R1或R2节点中,而是通过其它的路由节点访问服务器B,那么用户A就可以得到服务器B的数据了。

## 现实中的例子就是“FQ”。不过自从VPN技术被广泛应用外,“FQ”不但使用了传统的正向代理技术,有的还使用了VPN技术。

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## 2、加速访问服务器B

这种说法目前不像以前那么流行了,主要是带宽流量的飞速发展。早期的正向代理中,很多人使用正向代理就是提速。还是如图1.2
假设用户A到服务器B,经过R1路由器和R2路由器,而R1到R2路由器的链路是一个低带宽链路。而用户A到代理服务器Z,从代理服务器Z到服务器B都是高带宽链路。那么很显然就可以加速访问服务器B了。


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## 3、Cache作用

##

Cache(缓存)技术和代理服务技术是紧密联系的(不光是正向代理,反向代理也使用了Cache(缓存)技术。还如上图所示,如果在用户A访问服务器B某数据J之前,已经有人通过代理服务器Z访问过服务器B上得数据J,那么代理服务器Z会把数据J保存一段时间,如果有人正好取该数据J,那么代理服务器Z不再访问服务器B,而把缓存的数据J直接发给用户A。这一技术在Cache中术语就叫Cache命中。如果有更多的像用户A的用户来访问代理服务器Z,那么这些用户都可以直接从代理服务器Z中取得数据J,而不用千里迢迢的去服务器B下载数据了。


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## 4、客户端访问授权

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这方面的内容现今使用的还是比较多的,例如一些公司采用ISA SERVER做为正向代理服务器来授权用户是否有权限访问互联网,挼下图1.3

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## (图1.3)

## 图1.3防火墙作为网关,用来过滤外网对其的访问。假设用户A和用户B都设置了代理服务器,用户A允许访问互联网,而用户B不允许访问互联网(这个在代理服务器Z上做限制)这样用户A因为授权,可以通过代理服务器访问到服务器B,而用户B因为没有被代理服务器Z授权,所以访问服务器B时,数据包会被直接丢弃。

## 5、隐藏访问者的行踪

如下图1.4 我们可以看出服务器B并不知道访问自己的实际是用户A,因为代理服务器Z代替用户A去直接与服务器B进行交互。如果代理服务器Z被用户A完全控制(或不完全控制),会惯以“肉鸡”术语称呼。

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## (图1.4)

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## 我们总结一下 正向代理是一个位于客户端和原始服务器(origin server)之间的服务器,为了从原始服务器取得内容,客户端向代理发送一个请求并指定目标(原始服务器),然后代理向原始服务器转交请求并将获得的内容返回给客户端。客户端必须设置正向代理服务器,当然前提是要知道正向代理服务器的IP地址,还有代理程序的端口。

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# 二、反向代理(reverse proxy)

# 反向代理正好与正向代理相反,对于客户端而言代理服务器就像是原始服务器,并且客户端不需要进行任何特别的设置。客户端向反向代理的命名空间(name-space)中的内容发送普通请求,接着反向代理将判断向何处(原始服务器)转交请求,并将获得的内容返回给客户端。

使用反向代理服务器的作用如下:

## 1、 保护和隐藏原始资源服务器

如下图2.1

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(图2.1)
用户A始终认为它访问的是原始服务器B而不是代理服务器Z,但实用际上反向代理服务器接受用户A的应答,从原始资源服务器B中取得用户A的需求资源,然后发送给用户A。由于防火墙的作用,只允许代理服务器Z访问原始资源服务器B。尽管在这个虚拟的环境下,防火墙和反向代理的共同作用保护了原始资源服务器B,但用户A并不知情。

## 2、 负载均衡

如下图2.2