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three.js 光与影学习笔记

three.js 光与影学习笔记

作者: ltaoo | 来源:发表于2017-03-11 19:27 被阅读223次

    越来越感觉和绘画密切相关了,无论是光、影还是体积,都是绘画过程中追求的东西。

    光源种类

    环境光

    先看一张图片

    天光与太阳光

    左边是天光,右边是太阳光。而环境光,就是指天光,天光是天空发出的光,由于天空以半球面的面积对一个物体发出光照,导致物体是几乎没有投影的。

    和无影灯同理?

    three.js 中的环境光就是模拟天空发出的光。

    /*
     * hex  十六进制的颜色值
     */
    var light = new THREE.AmbientLight(0xffffff)
    scene.add(light)
    

    添加了白色的环境光,但是由于类似于全方位照明,物体看上去 没有体积感,所以在什么场景会用到?

    点光源

    点光源没有什么疑问,等于是放了一个灯泡在场景中。

    /*
     * hex        十六进制的颜色值
     * intensity  亮度,默认为 1
     * distance   光源最远照射到的距离,默认为 0
     */
    var light = new THREE.PointLight(0xffffff, 2, 100)
    light.position.set(0, 1.5, 2)
    scene.add(light)
    

    和环境光有一些区别是设置了点光源的位置,下面图片展示了不同位置的点光源形成的阴影有什么区别。

    正前上方的光源

    改变光源位置为(2, 5, 3),表示是从右上方发出的光照,所以右侧不再是纯黑色。

    有体积感的阴影

    而且从这里也能够想到,如果是”环境光“,会是什么样?全方位光照,最终肯定是没有任何体积感的纯灰色色块。

    除了阴影,还有“投影”,投影严格来说也是阴影,只是更加强调是由物体产生的阴影。所以上面的长方体也会产生投影,只是没有东西来显示它的投影,所以增加一个平面来展示长方体产生的投影。

    // 添加平面
    var plane = new THREE.Mesh(new THREE.PlaneGeometry(10, 10),
        new THREE.MeshLambertMaterial({
            color: 0xffffff,
            // wireframe: true
        }) 
    )
    plane.position.y = -1
    plane.rotation.x = -Math.PI/2
    scene.add(plane)
    

    但是仍然没有看到有投影,因为还差很多步骤。首先确认下当前场景中有什么:

    • 1、长方体
    • 2、平面
    • 3、平行光

    还需要增加:

    • 1、设置长方体产生阴影 cube.castShadow = true
    • 2、设置平面接收阴影 plane.receiveShadow = true
    • 3、增加聚光灯并设置为产生阴影
    • 4、开启渲染阴影(因为默认是关闭的)
    // 1、设置长方体产生阴影
    cube.castShadow = true
    // 2、设置平面接收阴影
    plane.receiveShadow = true
    // 3、增加聚光灯
    var spotLight = new THREE.SpotLight(0xffffff, 1, 100, Math.PI/6, 25)
    spotLight.position.set(-5, 5, 3)
    spotLight.target = cube
    // 产生阴影
    spotLight.castShadow = true
    
    spotLight.shadow.camera.near = 1
    spotLight.shadow.camera.far = 100
    spotLight.shadow.camera.visible = true
    
    spotLight.shadow.mapSize.Width = 1024
    spotLight.shadow.mapSize.Height = 1024
    
    scene.add(spotLight)
    // 4、开启渲染阴影
    renderer.shadowMap.enabled = true
    
    渲染投影

    总结

    其实只要一个光源就能够产生投影,上面的例子中,投影来自聚光灯,而平行光是为了更容易看清长方体与阴影。

    • 环境光是全方位照射,所以位置没有意义。
    • 同理,环境光是无法产生阴影的。

    根据日常生活中的经验,平行光与点光源是可以产生投影的。

    旋转

    初始化一个平面时,默认属于 x 轴与 y 轴构成的面。如果需要其他面,比如 x 轴与 z 轴构成的面(地面)就需要将平面进行旋转。

    var floor = new THREE.Mesh(new THREE.PlaneGeometry(20, 20),
        new THREE.MeshLambertMaterial({
            color: 0xffffff,
            // wireframe: true
        })
    )
    // 初始化的平面是 x 轴与 y 轴构成的面,需要通过旋转变成 x 轴与 z 轴的面
    floor.position.y = -2
    floor.rotation.set(4.71, 0, 0)
    scene.add(floor)
    

    在旋转时遇到一些问题,因为并不是设置旋转角度,而是设置数值。
    因为需要将平面旋转成一个地面,所以是绕 X 轴旋转。

    旋转平面

    不过也可以看出,有两种旋转方式,旋转 90° 或者 270°。那到底是 90° 还是 270° 呢?

    floor.rotation.set(-Math.PI/2, 0, 0)
    

    旋转 90°,因为 PI 是 180°。而且从这里也能够看出旋转方向,当值为正值时,从 270° 那个方向开始旋转。

    参考

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