Three.js Shader改写

上一篇我们分析了Three.js的材质Shader的源码结构，本篇在讨论一下官方提供的api onBeforeCompile如何使用。

首先官方描述如下：

.onBeforeCompile ( shader : Shader, renderer : WebGLRenderer ) : undefined

An optional callback that is executed immediately before the shader program is compiled. This function is called with the shader source code as a parameter. Useful for the modification of built-in materials.

Unlike properties, the callback is not supported by .clone(), .copy() and .toJSON().
编译着色器程序之前立即执行的可选回调。将着色器源代码作为参数调用此函数。用于修改内置材料。
与属性不同，不支持回调。克隆、复制、和toJSON。

其实就是说，我们shader本来就是以字符串的形式传进去执行的，你用这个onBeforeCompile可以在执行之前，修改这个字符串，以达到自写shader的目的。

以下是一个使用案例：

            depthMaterial = new THREE.MeshDepthMaterial();
            depthMaterial.userData.darkness = { value: state.shadow.darkness };
            depthMaterial.onBeforeCompile = function (shader) {
                shader.uniforms.darkness = depthMaterial.userData.darkness;
                shader.fragmentShader = /* glsl */`
                        uniform float darkness;
                        ${shader.fragmentShader.replace(
                    'gl_FragColor = vec4( vec3( 1.0 - fragCoordZ ), opacity );',
                    'gl_FragColor = vec4( vec3( 0.0 ), ( 1.0 - fragCoordZ ) * darkness );'
                )}
                `;
            };

首先需要选择一个Material，直接修改模型的Material的话需要先log清楚当前到底用的是哪个shader。然后按照上述格式使用.replace("","")和普通的string.replace用法一样。

下面分步讲解一下：

1.首先定义需要传入的参数uniform float darkness;
2.定义需要replace的代码段'gl_FragColor = vec4( vec3( 1.0 - fragCoordZ ), opacity );',这里很重要，必须要从官方的源码里复制出来，空格也不能少
3.编写需要替换后的代码段'gl_FragColor = vec4( vec3( 0.0 ), ( 1.0 - fragCoordZ ) * darkness );'
4.从材质将数据传到shader中shader.uniforms.darkness = depthMaterial.userData.darkness;
5.从js将数据传输到Material中depthMaterial.userData.darkness = { value: state.shadow.darkness };

用法不是很复杂，最重要的一点就是如果replace找不到第一个参数，就会替换失败，替换失败也不会报错，当然了也不会有效果，可以先写一段错误代码比如缺分号的，去看看是否replace成功，再修改shader代码。

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另外，能替换的仅仅是fragment$6之类的里面的如下图蓝色选中部分，而橙色部分output_fragment内部的代码是无法替换的。

image.png