three.js中使用shaderPass实现自定义合成效果

在three.js中,当内置的合成效果如ClearPass、CubeTexturePass等无法满足需求时,可以使用shaderPass结合自定义的顶点着色器和片段着色器来创建新的视觉效果。通过设置uniforms,采样纹理并修改gl_FragColor,可以在原有画面基础上添加各种创意效果。

three.js中使用shaderPass实现自定义合成效果

在three.js中提供了许多的合成效果,例如ClearPass,CubeTexturePass,BloomPass…等待
在这里插入图片描述
但是有时候,有些效果没有现成的,这个时候可能需要我们去编写shader来实现这个效果,而在合成效果中编写shader是通过shaderPass来实现

let shaderPass = new ShaderPass({
				uniforms: {
					tDiffuse: {
						value: null
					}
				},
				vertexShader: `
					varying vec2 vUv;
					void main() {
						gl_Position = projectionMatrix * modelViewMatrix * vec4(position, 1.0);
						vUv = uv;
					}
				`,
				fragmentShader: `
					varying vec2 vUv;
					uniform sampler2D tDiffuse;
					void main() {
						vec4 color = texture2D(tDiffuse, vUv);
						// gl_FragColor = vec4(vUv, 0.0, 1.0);
						gl_FragColor = color;
					}
				`
			})

纹理采样,他是将原本渲染的画面进行纹理采样vec4 color = texture2D(tDiffuse, vUv);来还原当前默认的画面是怎么样的;

vec4 color = texture2D(tDiffuse, vUv);

然后我们将这个color赋值给gl_FragColor的内置变量即可还原

vec4 color = texture2D(tDiffuse, vUv);
gl_FragColor = color;

此时如果我们想再往上添加什么效果,都是在color上添加,例如

vec4 color = texture2D(tDiffuse, vUv);
color.r += 0.2;
gl_FragColor = color;
实现波纹效果可以使用 three.js 的 ShaderMaterial 和 ShaderPass。 首先需要创建一个平面几何体,然后使用 ShaderMaterial 来渲染该几何体。ShaderMaterial 是一种可以使用自定义着色器材质,它可以让我们在 WebGL 中使用自定义的顶点着色器和片元着色器。 接下来我们需要创建着色器程序,它包含顶点着色器和片元着色器。在顶点着色器中,我们需要将顶点位置传递给片元着色器,并计算出波纹的位置。在片元着色器中,我们使用这些位置信息计算出波纹的颜色,然后将颜色写入到屏幕上。 最后,我们需要使用 ShaderPass 将渲染结果与原始场景进行合成,从而实现波纹效果。 下面是实现波纹效果的示例代码: ```javascript // 创建平面几何体 const planeGeometry = new THREE.PlaneGeometry(10, 10, 32, 32); // 创建自定义材质 const rippleMaterial = new THREE.ShaderMaterial({ uniforms: { time: { value: 0.0 }, amplitude: { value: 0.1 }, frequency: { value: 5.0 }, speed: { value: 1.0 }, }, vertexShader: ` uniform float time; uniform float amplitude; uniform float frequency; uniform float speed; varying vec2 vUv; void main() { vUv = uv; vec3 newPosition = position; // 计算波纹位置 newPosition.z += amplitude * sin((newPosition.x * frequency + time * speed)); gl_Position = projectionMatrix * modelViewMatrix * vec4(newPosition, 1.0); } `, fragmentShader: ` varying vec2 vUv; void main() { // 计算波纹颜色 gl_FragColor = vec4(0.5, 0.5, 1.0, 1.0) * (1.0 - length(vUv - vec2(0.5, 0.5))); } `, }); // 创建平面网格对象 const planeMesh = new THREE.Mesh(planeGeometry, rippleMaterial); // 将平面网格对象添加到场景中 scene.add(planeMesh); // 创建 ShaderPass const ripplePass = new THREE.ShaderPass({ uniforms: { tDiffuse: { value: null }, time: { value: 0.0 }, }, vertexShader: ` varying vec2 vUv; void main() { vUv = uv; gl_Position = projectionMatrix * modelViewMatrix * vec4(position, 1.0); } `, fragmentShader: ` uniform sampler2D tDiffuse; uniform float time; varying vec2 vUv; void main() { vec2 uv = vUv; // 计算波纹位置 uv.y += 0.1 * sin((uv.x * 10.0 + time)); // 从纹理中获取颜色 vec4 color = texture2D(tDiffuse, uv); gl_FragColor = color; } `, }); // 将 ShaderPass 添加到渲染器中 composer.addPass(ripplePass); // 渲染循环 function render() { requestAnimationFrame(render); // 更新材质的时间 uniform rippleMaterial.uniforms.time.value += 0.1; // 更新 ShaderPass 的时间 uniform ripplePass.uniforms.time.value += 0.1; // 渲染场景 composer.render(); } ``` 在这个示例中,我们创建了一个平面几何体,并使用自定义的 ShaderMaterial 来渲染它。着色器程序包含了顶点着色器和片元着色器,用于计算波纹的位置和颜色。 我们还创建了一个 ShaderPass,用于将渲染结果与原始场景进行合成。该 ShaderPass 包含了自己的着色器程序,用于计算波纹的位置和颜色。 在渲染循环中,我们更新材质ShaderPass 的时间 uniform,然后使用渲染器的 composer 对象来渲染场景。composer 对象会依次执行所有添加的 ShaderPass,并将最终的渲染结果输出到屏幕上。 注意,这个示例只是一个简单的演示,实际应用中可能需要更复杂的着色器程序和参数设置来实现更好的效果
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