three.js 着色器材质之变量

Posted 2020-12-19 郭先生的博客

上一篇郭先生在例子中用到了着色器变量中的uniform和varying。这篇继续结合例子将一下attribute变量，在使用过程中也发现由于three.js的版本迭代，之前的一些属性和参数已经发生了改变，ShaderMaterial也不需要传递attributes属性值，查看源码我们可以看到如果传递了attributes参数，会给出下面这样的错误。

attributes should now be defined in THREE.BufferGeometry instead.

因为我们现在想传递attributes时，几何体需要设置对应的缓冲类型，然后将使用setAttribute方法（老版本使用addAttribute方法）将属性添加到BufferGeometry的attributes中，然后我们在顶点着色器中定义使用即可。

先看看今天要完成的效果，灵感还是在iview主页上看到的。在线案例请点击博客原文。

1. 制作几何体

之前的版本有这样一个方法THREE.BufferGeometryUtils.mergeBufferGeometries，它可以将几何体组合起来，并保留几何体的中心坐标，但是现在已经找不到了。建议使用merge方法。

let geometry = new THREE.Geometry();
for(let i=0; i<39; i++) { //39行
    for(let j=0; j<39; j++) { //39列
        let sphere = new THREE.SphereGeometry(2, 15, 10);
        sphere.translate(i * 50 - 950, 0, j * 50 - 950); //这里我们使用Geometry的translate方法将间隔调成50
        geometry.merge(sphere);//结合几何体
    }
}
let bufferGeometry = new THREE.BufferGeometry().fromGeometry(geometry); //最后将几何体替换成对应的缓冲类型

2. 设置attributes属性

因为现在所有的球已经失去了中心坐标，如果不增加一些属性，我们很难在顶点着色器中操作这些点（因为不知道哪个点对应哪个球），因此这个时候我们就需要使用attributes属性。这里我们设置一个叫做centers的attribute属性，每一个球上面的点都对应同一个centers。

total = bufferGeometry.attributes.position.count; //几何体点的个数
every = total / 39 /39; //每个球体点的个数
centers = new Float32Array(total * 3);//初始化类型数组，并设置长度
//将中心点保存到centers中
for(let i=0; i<39; i++) {
    for(let j=0; j<39; j++) {
        for(let k=0; k<every; k++) {
            centers[(i*39*every + j*every + k) * 3] = i * 50 - 950;
            centers[(i*39*every + j*every + k) * 3 + 1] = 0;
            centers[(i*39*every + j*every + k) * 3 + 2] = j * 50 - 950;
        }
    }
}
bufferGeometry.setAttribute(\'centers\', new THREE.BufferAttribute(centers, 3));//为bufferGeometry设置属性

3. 设置着色器材质

这里重点就是顶点着色器，要做出水波的效果其实是两个方向正弦效果的叠加，所以设置一个centery，它是中心点的y坐标，它会随时间高低变化。有一个centery其实波浪效果就实现了，接来下还需要动态的改变球的大小。center向量是每个球中心点静止时的坐标，target是球中心点到球上一点的向量（也是球的法向量），newPosition是position沿法向量变换的点，我们回过头看一下centery，它值的范围是[-80,80]，因此(centery + 80.0) / 80.0的范围是[0, 2]，我们在centery最高是，让球最大，newPosition = center + target * 2。最后设置gl_Position，newPosition控制缩放，centery控制小球上下浮动。

uniforms = {
    time: {
        type: \'f\',
        value: 0
    }
}
var material = new THREE.ShaderMaterial({
    uniforms: uniforms,
    vertexShader: `
        attribute vec3 centers;
        uniform float time;
        void main() {
            float centery = sin(centers.x / 100.0 + time) * 40.0 + sin(centers.z / 100.0 + time) * 40.0;
            vec3 center = vec3(centers.x, 0, centers.z);
            vec3 target = position - center;
            vec3 newPosition = center + target * ((centery + 80.0) / 80.0);
            gl_Position = projectionMatrix * modelViewMatrix * vec4( newPosition.x, newPosition.y + centery, newPosition.z, 1.0 );
        }
    `,
    fragmentShader: `
        void main() {
            gl_FragColor = vec4(0.0,0.5,0.8,1.0);
        }
    `
});

好了，到此为止，我们结合案例说了着色器变量uniform，varying和attribute，感觉还好的话就点咋赞吧！

转载请注明地址：郭先生的博客