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three.js 03-07 之 LensFlare 眩光

2017-11-22 11:59 357 查看
    本篇将要介绍 three.js 中最后一种光源 LensFlare 镜头眩光。所谓镜头眩光，当你直接对着太阳拍照时就会产生镜头眩光现象。当然，对于拍照来说多数情况下应尽量避免此种情形，但是对于游戏和一些三维场景来说，这也是一种很好的光源效果，让场景看起来更加真实。

    我们先来看看本篇将要完成的一个例子的效果图，如下所示：



在这个场景中，我们可以看到在草地上方有一个类似太阳的光源，光线朝着两个跳动的物体照射古来后，产生了些许光晕的效果。接下来，我们先给出这个示例的完整代码，如下所示：

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>示例 03.07 - 镜头眩光</title>
<script src="../build/three.js"></script>
<script src="../build/js/controls/OrbitControls.js"></script>
<script src="../build/js/libs/stats.min.js"></script>
<script src="../build/js/libs/dat.gui.min.js"></script>
<script src="../jquery/jquery-3.2.1.min.js"></script>
<style>
body {
/* 设置 margin 为 0，并且 overflow 为 hidden，来完成页面样式 */
margin: 0;
overflow: hidden;
}
/* 统计对象的样式 */
#Stats-output {
position: absolute;
left: 0px;
top: 0px;
}
</style>
</head>
<body>

<!-- 用于 WebGL 输出的 Div -->
<div id="WebGL-output"></div>
<!-- 用于统计 FPS 输出的 Div -->
<div id="Stats-output"></div>

<!-- 运行 Three.js 示例的 Javascript 代码 -->
<script type="text/javascript">

var scene;
var camera;
var render;
var controls;
var stats;
var guiControls;

var plane;
var cube;
var sphere;

var hemisphereLight;
var spotLight;
var directionLight;
var lensFlare;

$(function() {
stats = initStats();

scene = new THREE.Scene();
camera = new THREE.PerspectiveCamera(45, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 2147483647); // 2147483647
camera.position.set(-55, 65, 142);
render = new THREE.WebGLRenderer( {antialias: true, alpha: true} ); // antialias 抗锯齿
render.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
render.setClearColor(0xaaaaff, 1.0);
render.shadowMap.enabled = true; // 允许阴影投射
$('#WebGL-output')[0].appendChild(render.domElement);
window.addEventListener('resize', onWindowResize, false);
var target = new THREE.Vector3(scene.position.x + 10, scene.position.y + 10 ,scene.position.z);
controls = new THREE.OrbitControls(camera, render.domElement);
controls.target = target;
camera.lookAt(target);

scene.add(new THREE.AxesHelper(20));// 加入坐标轴

// 加入一个平面（带草的纹理）
var planeGeometry = new THREE.PlaneGeometry(800, 800, 20, 20);
var textureLoader = new THREE.TextureLoader();
var textureGrass = textureLoader.load("./assets/textures/ground/grasslight-big.jpg", function(texture) {
texture.wrapS = THREE.RepeatWrapping;
texture.wrapT = THREE.RepeatWrapping;
texture.repeat.set(4, 4);
planeMaterial.needsUpdate = true;
});
var planeMaterial =  new THREE.MeshLambertMaterial( {map: textureGrass} );
plane = new THREE.Mesh(planeGeometry, planeMaterial);
plane.rotation.x = -0.5 * Math.PI; // 沿着 X轴旋转-90°
plane.receiveShadow = true; // 非线框几何平面接收阴影
scene.add(plane);

// 加入一个立方体
var cubeGeometry = new THREE.BoxGeometry(4, 4, 4);
var cubeMaterial = new THREE.MeshLambertMaterial( {color: 0xFF7777} );
cube = new THREE.Mesh(cubeGeometry, cubeMaterial);
cube.position.x = -4;
cube.position.y = 3;
cube.position.z = 0;
cube.castShadow = true; // 立方体投射阴影
scene.add(cube);

// 加入一个球体
var sphereGeometry = new THREE.SphereGeometry(4, 20, 20);
var sphereMaterial = new THREE.MeshLambertMaterial( {color: 0x7777FF} );
sphere = new THREE.Mesh(sphereGeometry, sphereMaterial);
sphere.position.x = 20;
sphere.position.y = 4;
sphere.position.z = 2;
sphere.castShadow = true; // 球体投射阴影
scene.add(sphere);

// 加入一个环境光
var ambientLight = new THREE.AmbientLight(0x1c1c1c, 1.0);
scene.add(ambientLight);

// 加入一个聚光灯
spotLight = new THREE.SpotLight(0xcccccc, 0.3);
spotLight.position.set(-40, 60, -10);
spotLight.target = plane;
scene.add(spotLight);

// 加入一个方向光（模拟太阳）
directionLight = new THREE.DirectionalLight(0xffffff);
directionLight.position.set(30, 30, -50);
directionLight.castShadow = true;
directionLight.target = plane;
directionLight.distance = 0;
directionLight.shadow.camera.near = 2;
directionLight.shadow.camera.far = 200;
directionLight.shadow.camera.left = -100;
directionLight.shadow.camera.right = 100;
directionLight.shadow.camera.top = 100;
directionLight.shadow.camera.bottom = -100;
directionLight.shadow.mapSize.set(2048, 2048);
scene.add(directionLight);

// 添加一个眩光效果（注意：render 必须设置属性 alpha: true，否则不会有任何效果）
var textureFlare0 = textureLoader.load("./assets/textures/lensflare/lensflare0.png");
var textureFlare3 = textureLoader.load("./assets/textures/lensflare/lensflare3.png");

var flareColor = new THREE.Color(0xffaacc);
flareColor.setHSL(0.55, 0.9, 1.0);
// LensFlare( texture, size, distance, blending, color )
lensFlare = new THREE.LensFlare(textureFlare0, 350, 0.0, THREE.AdditiveBlending, flareColor);

// 添加几个小圆形失真图
lensFlare.add(textureFlare3, 60, 0.6, THREE.AdditiveBlending);
lensFlare.add(textureFlare3, 70, 0.7, THREE.AdditiveBlending);
lensFlare.add(textureFlare3, 120, 0.9, THREE.AdditiveBlending);
lensFlare.add(textureFlare3, 70, 1.0, THREE.AdditiveBlending);

lensFlare.position.copy(spotLight.position);
scene.add(lensFlare);

/** 用来保存那些需要修改的变量 */
guiControls = new function() {
this.rotationSpeed = 0.02;
this.bouncingSpeed = 0.04;

this.ambientColor = '#1c1c1c';
this.spotColor = '#ffffff';
this.intensity = 1.0;
}
/** 定义 dat.GUI 对象，并绑定 guiControls 的两个属性 */
var gui = new dat.GUI();
gui.addColor(guiControls, 'ambientColor').onChange( function(e) {
ambientLight.color = new THREE.Color(e);
});
gui.addColor(guiControls, 'spotColor').onChange( function(e) {
spotLight.color = new THREE.Color(e);
});
gui.add(guiControls, 'intensity', 0, 3).onChange( function(e) {
spotLight.intensity = e;
});

renderScene();
});

/** 渲染场景 */
function renderScene() {
stats.update();
rotateCube(); // 旋转立方体
bounceSphere(); // 弹跳球体

requestAnimationFrame(renderScene);
render.render(scene, camera);
}

/** 初始化 stats 统计对象 */
function initStats() {
stats = new Stats();
stats.setMode(0); // 0 为监测 FPS；1 为监测渲染时间
$('#Stats-output').append(stats.domElement);
return stats;
}

/** 当浏览器窗口大小变化时触发 */
function onWindowResize() {
camera.aspect = window.innerWidth / window.innerHeight;
camera.updateProjectionMatrix();
render.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
}

/** 转动立方体 */
function rotateCube() {
cube.rotation.x += guiControls.rotationSpeed;
cube.rotation.y += guiControls.rotationSpeed;
cube.rotation.z += guiControls.rotationSpeed;
}

/** 弹跳球体 */
var step = 0;
function bounceSphere() {
step += guiControls.bouncingSpeed;
sphere.position.x = 20 + (10 * Math.cos(step));
sphere.position.y = 2 + (10 * Math.abs(Math.sin(step)));
}

</script>
</body>
</html>


需要提醒的是，想要产生眩光效果，必须启用 render 渲染器的 alpha 通道设置，我们可以以下代码来实现：

render = new THREE.WebGLRenderer( {antialias: true, alpha: true} );
然后，我们通过 THREE.LensFlare 对象来创建镜头眩光。该对象的构造函数接收如下表所示这些参数：

参数描述
texture（纹理）此参数主要用作眩光的材质。决定了眩光的样子
size （尺寸）此参数指出眩光应该有多大。它的单位是像素。如果指定的值为 -1，则表示使用与纹理相同的尺寸
distance （距离）此参数表示光源（0）到相机（1）的距离
blending （融合）此参数表示融合模式。我们可以为眩光提供多种材质，而融合模式决定了如何将它们融合在一起。默认模式为 THREE.AdditiveBlending，它可以提供一种半透明的眩光
color （颜色）眩光的颜色
接下来我们看看在本示例中创建眩光对象的代码片段：

var textureFlare0 = textureLoader.load("./assets/textures/lensflare/lensflare0.png");
var textureFlare3 = textureLoader.load("./assets/textures/lensflare/lensflare3.png");

var flareColor = new THREE.Color(0xffaacc);
flareColor.setHSL(0.55, 0.9, 1.0);
// LensFlare( texture, size, distance, blending, color )
lensFlare = new THREE.LensFlare(textureFlare0, 350, 0.0, THREE.AdditiveBlending, flareColor);
// 添加几个小圆形失真图
lensFlare.add(textureFlare3, 60, 0.6, THREE.AdditiveBlending);
lensFlare.add(textureFlare3, 70, 0.7, THREE.AdditiveBlending);
lensFlare.add(textureFlare3, 120, 0.9, THREE.AdditiveBlending);
lensFlare.add(textureFlare3, 70, 1.0, THREE.AdditiveBlending);

lensFlare.position.copy(spotLight.position);
scene.add(lensFlare);
首先，我们需要先加载一个纹理（lensflare0.png），这个纹理定义了眩光的样子。接着我们定义了眩光的颜色 flareColor，这个颜色将使眩光泛着红色。有了这两个对象之后，我们就已经可以创建 THREE.LensFlare 对象了，而且此时的效果看起来也还不错。但是，为了更加逼真，我们还是通过 lensFlare.add(...) 函数，又添加了四个小圆形失真的图形（为了更好的理解所谓的校园行失真图形，读者可以尝试注释掉这四行代码，对比一下加与不加的不同之处）。最后，我们把眩光的位置设置在了聚光灯
spotLight 的相同的位置处。

    未完待续···
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