three.js 地形纹理混合

这篇博客介绍了如何利用three.js生成地形并进行纹理混合。通过简单的平均值加随机波动方法生成高度图,然后在shader中根据高度混合草地和石块纹理,实现不同高度处显示不同材质的效果。
地形生成通常使用高度图, 而高度图的生成可以使用绘图工具,或者通过分形算法生成,例如square-diamond,  fbm方法。
这里采用简单求平均值+随机波动的方法。




对于一个2^n+1  *  2^n+1 的网格, 中心点的高度是四角点的平均值加随机偏移, 边上中点的高度值是边两端点的平均值加随机偏移。
接着将偏移的幅度缩小, 计算四个较小方块的顶点的高度值。
这样随机生成了高度。


接着构造地形, 地形分割成2^n * 2^n 块, 这样顶点就有 2^n+1  *  2^n+1 个 
    var geo = new THREE.PlaneGeometry(3, 3, WIDTH-1, HEIGHT-1);


上面生成了每个顶点的高度, 需要将高度值传入shader中, 可以直接修改geo中的所有顶点的z值,来修改高度。


我们可以根据地形的高度来混合纹理,例如比较高的位置为石块, 而低洼处为草地, 这个纹理的混合。
c2 = mix(c0, c1, (height-minHeight)/(maxHeight-minHeight))
c0是第一张纹理获取的颜色, c1是第二张纹理获取的颜色, 而minHeight maxHeight 是整个地形高度的方位, height是当前高度。
c2 就是混合后的颜色。
shader如下,两张纹理, 顶点在平面坐标中的位置, 
纹理坐标采用顶点的x, y 坐标的小数部分。
    uniform sampler2D texture_grass;
    uniform sampler2D texture_rock;
    uniform float maxHeight;
    uniform float minHeight;
    var
### 在Three.js中实现基于高度的地形纹理贴图的方法 在Three.js中,基于高度的地形纹理贴图可以通过多种方式实现。以下是详细的实现方法和代码示例: #### 1. 使用高度图生成地形几何体 首先,需要根据高度图生成地形几何体。可以使用`THREE.HeightmapGeometry`或结合`THREE.Terrain`插件完成这一任务[^2]。 ```javascript // 加载高度图 const heightmapLoader = new THREE.ImageLoader(); heightmapLoader.load('path/to/heightmap.png', (image) => { const terrain = Terrain({ heightmap: image, scale: 50, // 地形比例 exaggeration: 1.5, // 高度夸张程度 widthSegments: 100, // 地形宽度分段 heightSegments: 100 // 地形高度分段 }); // 创建地形几何体 const geometry = new THREE.HeightmapGeometry( terrain.data, terrain.scale, terrain.widthSegments, terrain.heightSegments, 0, 1 ); ``` #### 2. 根据高度动态分配纹理 为了实现基于高度的纹理映射,可以使用`THREE.MeshStandardMaterial`并结合多个纹理贴图。通过设置材质的`map`、`aoMap`等属性,可以根据顶点高度动态调整纹理[^3]。 ```javascript // 加载纹理贴图 const textureLoader = new THREE.TextureLoader(); const grassTexture = textureLoader.load('path/to/grass.png'); const rockTexture = textureLoader.load('path/to/rock.png'); // 定义着色器材质 const material = new THREE.ShaderMaterial({ vertexShader: ` varying float vHeight; void main() { vHeight = position.y; // 假设y轴表示高度 gl_Position = projectionMatrix * modelViewMatrix * vec4(position, 1.0); } `, fragmentShader: ` varying float vHeight; uniform sampler2D grassTexture; uniform sampler2D rockTexture; void main() { if (vHeight < 0.5) { // 根据高度选择纹理 gl_FragColor = texture2D(grassTexture, gl_PointCoord); } else { gl_FragColor = texture2D(rockTexture, gl_PointCoord); } } `, uniforms: { grassTexture: { value: grassTexture }, rockTexture: { value: rockTexture } } }); // 创建网格 const mesh = new THREE.Mesh(geometry, material); scene.add(mesh); ``` #### 3. 动态更新纹理 如果需要动态调整纹理,可以通过修改材质的uniforms值来实现。例如: ```javascript material.uniforms.grassTexture.value = textureLoader.load('path/to/new_grass.png'); material.uniforms.rockTexture.value = textureLoader.load('path/to/new_rock.png'); material.needsUpdate = true; ``` #### 4. 结合光源增强效果 为了增强视觉效果,可以添加光源以提供阴影和高光[^1]。 ```javascript const directionalLight = new THREE.DirectionalLight(0xffffff, 0.5); directionalLight.position.set(1, 1, 1).normalize(); scene.add(directionalLight); ``` #### 注意事项 - 确保高度图数据正确反映了地形的高度信息。 - 如果需要更复杂的纹理混合,可以使用三线性插值或其他算法[^4]。
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