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Three.js - 着色器材质使用变量（二十八）

简介

上一节我们了解了着色器材质，这节我们了解如何使用着色器。

着色器变量

  • 着色器中有三种变量：
  1. Uniforms 全局变量。可以传入顶点着色器，也可以传入片元着色器，在整个渲染过程中保持不变的变量。
  2. Varyings 是从顶点着色器传递到片元着色器的变量。我们需要确保在两个着色器中变量的类型和命名完全一致。
  3. Attributes 与每个顶点关联的变量。例如，顶点位置，法线和顶点颜色都是存储在attributes中的数据。它只能在顶点着色器获取。

绘制一个只有4/1变色的圆

  • 基础模板
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
  <head>
    <meta charset="UTF-8" />
    <title>学习</title>
  </head>
  <body>
    <canvas id="c2d" class="c2d" width="1000" height="500"></canvas>
    <script type="module">
      import * as THREE from './file/three.js-dev/build/three.module.js'
      import { OrbitControls } from './file/three.js-dev/examples/jsm/controls/OrbitControls.js'

      const canvas = document.querySelector('#c2d')
      // 渲染器
      const renderer = new THREE.WebGLRenderer({ canvas })

      const fov = 40 // 视野范围
      const aspect = 2 // 相机默认值 画布的宽高比
      const near = 0.1 // 近平面
      const far = 10000 // 远平面
      // 透视投影相机
      const camera = new THREE.PerspectiveCamera(fov, aspect, near, far)
      camera.position.set(0, 100, 0)
      camera.lookAt(0, 0, 0)
      // 控制相机
      const controls = new OrbitControls(camera, canvas)
      controls.update()

      // 场景
      const scene = new THREE.Scene()

      // 渲染
      function render() {
        renderer.render(scene, camera)
        requestAnimationFrame(render)
      }
      requestAnimationFrame(render)
    </script>
  </body>
</html>
  • 创建着色器。
  // 顶点着色器代码
  const vertexShader = `
  varying vec3 vPosition;// 创建变量 在片元着色器 中使用
  void main() {
      vPosition = position;// 赋值 顶点坐标
      // projectionMatrix 是投影变换矩阵 modelViewMatrix 是相机坐标系的变换矩阵 position 顶点坐标
      gl_Position = projectionMatrix * modelViewMatrix * vec4( position, 1.0 );
  }
  `
  // mod(x,y)返回x – y * floor (x/y)，即求模计算%
  // 片元着色器代码
  const fragmentShader = `
  varying vec3 vPosition;// 获取顶点着色器 设置的变量
  uniform float time;// 获取传入的 全局变量
  void main() {
    float time = mod(time, 3.0); 
    if(vPosition.x > 0.0 && vPosition.y > 0.0){
      if(time < 1.0){
        gl_FragColor = vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0);
      } else if(time >= 1.0 && time < 2.0){
        gl_FragColor = vec4(1.0, 0.0, 1.0, 1.0);
      }else{
        gl_FragColor = vec4(1.0, 0.7, 0.0, 1.0);
      }
    }else{
      gl_FragColor=vec4(0.2, 0.2, 0.2, 1.0);
    }
  }
  `
  1. three.js在顶点着色器中定义好了一下关于顶点信息的变量，如position、modelViewMatrix等。
  2. 创建vPosition变量把顶点信息传入片元着色器。
  3. 在片元着色器中获取time全局变量，用于在不同时间修改颜色。
  4. 根据顶点坐标来判断几何体要修改颜色的位置。
  • 创建全局变量。
  const uniforms = {
    time: {
      type: 'f',
      value: 0.0
    }
  }
  1. type 定义数据类型。
  • 创建球几何体，使用着色器材质。
  const geometry = new THREE.SphereGeometry(15, 32, 16)

  const mate = new THREE.ShaderMaterial({
    uniforms: uniforms,
    vertexShader: vertexShader,
    fragmentShader: fragmentShader
  })
  const mesh = new THREE.Mesh(geometry, mate)
  scene.add(mesh)
  • 修改渲染函数。
  // 渲染
  function render() {
    uniforms.time.value += 0.1

    renderer.render(scene, camera)
    requestAnimationFrame(render)
  }
  1. 通过渲染函数修改全局变量大小。
  2. 每一次执行渲染，着色器会重新执行，获取最新的uniforms。

Three.js - 着色器材质使用变量（二十八）_第1张图片

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