使用 Three.js 实现后期处理（How to Use Post-Processing）
person 少陵野老
watch_later 2024-10-11 22:57:08
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class How to Use Post-Processing
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后期处理是计算机图形学中的一种技术，用于在渲染场景后对图像进行额外的效果处理。这些效果可以提升视觉质量，使场景看起来更加生动。Three.js 提供了强大的后期处理功能，本文将详细介绍如何在 Three.js 中实现后期处理，包括常见效果的使用示例。
1. 理解后期处理的基本概念
后期处理通常涉及以下几个步骤：
- 渲染场景：首先，将场景渲染到一个纹理。
- 应用后期处理效果：使用着色器对渲染结果进行处理。
- 显示最终图像：将处理后的图像显示在屏幕上。
Three.js 通过 EffectComposer、RenderPass 和各种效果 pass 提供了后期处理的支持。
2. 准备工作
确保在 HTML 文件中引入 Three.js 和相关的后期处理库：
<!DOCTYPE html>
<html lang="zh">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
<title>Three.js 后期处理示例</title>
<script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/three.js/r128/three.min.js"></script>
<script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/three.js/r128/examples/jsm/postprocessing/EffectComposer.js"></script>
<script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/three.js/r128/examples/jsm/postprocessing/RenderPass.js"></script>
<script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/three.js/r128/examples/jsm/postprocessing/UnrealBloomPass.js"></script>
<script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/three.js/r128/examples/jsm/postprocessing/ShaderPass.js"></script>
<script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/three.js/r128/examples/jsm/shaders/CopyShader.js"></script>
<style>
body { margin: 0; }
canvas { display: block; }
</style>
</head>
<body>
3. 创建基本的 Three.js 场景
3.1 初始化场景、摄像机和渲染器
const scene = new THREE.Scene();
const camera = new THREE.PerspectiveCamera(75, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 1000);
const renderer = new THREE.WebGLRenderer({ antialias: true });
renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
document.body.appendChild(renderer.domElement);
3.2 添加简单的 3D 对象
在场景中添加一些 3D 对象，如立方体和球体：
const geometryCube = new THREE.BoxGeometry(1, 1, 1);
const materialCube = new THREE.MeshBasicMaterial({ color: 0xff0000 });
const cube = new THREE.Mesh(geometryCube, materialCube);
scene.add(cube);
const geometrySphere = new THREE.SphereGeometry(0.5, 32, 32);
const materialSphere = new THREE.MeshBasicMaterial({ color: 0x0000ff });
const sphere = new THREE.Mesh(geometrySphere, materialSphere);
sphere.position.x = 2;
scene.add(sphere);
3.3 设置摄像机位置
设置摄像机的位置，以便能够看到场景中的对象：
camera.position.z = 5;
4. 初始化后期处理
4.1 创建 EffectComposer
EffectComposer 是 Three.js 后期处理的核心类，用于管理后期处理的所有 pass：
const composer = new THREE.EffectComposer(renderer);
4.2 添加 RenderPass
RenderPass 用于渲染场景并将结果传递给下一个 pass：
const renderPass = new THREE.RenderPass(scene, camera);
composer.addPass(renderPass);
4.3 添加后期处理效果
在这里，我们将添加一个简单的 Bloom 效果：
const bloomPass = new THREE.UnrealBloomPass(new THREE.Vector2(window.innerWidth, window.innerHeight), 1.5, 0.4, 0.85);
composer.addPass(bloomPass);
5. 渲染循环
创建渲染循环来持续渲染场景并应用后期处理：
function animate() {
requestAnimationFrame(animate);
cube.rotation.x += 0.01;
cube.rotation.y += 0.01;
composer.render(); // 使用 composer 渲染
}
animate();
6. 完整示例代码
以下是一个完整的示例，展示了如何在 Three.js 中实现后期处理：
<!DOCTYPE html>
<html lang="zh">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
<title>Three.js 后期处理示例</title>
<script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/three.js/r128/three.min.js"></script>
<script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/three.js/r128/examples/jsm/postprocessing/EffectComposer.js"></script>
<script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/three.js/r128/examples/jsm/postprocessing/RenderPass.js"></script>
<script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/three.js/r128/examples/jsm/postprocessing/UnrealBloomPass.js"></script>
<script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/three.js/r128/examples/jsm/postprocessing/ShaderPass.js"></script>
<script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/three.js/r128/examples/jsm/shaders/CopyShader.js"></script>
<style>
body { margin: 0; }
canvas { display: block; }
</style>
</head>
<body>
<script>
const scene = new THREE.Scene();
const camera = new THREE.PerspectiveCamera(75, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 1000);
const renderer = new THREE.WebGLRenderer({ antialias: true });
renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
document.body.appendChild(renderer.domElement);
const geometryCube = new THREE.BoxGeometry(1, 1, 1);
const materialCube = new THREE.MeshBasicMaterial({ color: 0xff0000 });
const cube = new THREE.Mesh(geometryCube, materialCube);
scene.add(cube);
const geometrySphere = new THREE.SphereGeometry(0.5, 32, 32);
const materialSphere = new THREE.MeshBasicMaterial({ color: 0x0000ff });
const sphere = new THREE.Mesh(geometrySphere, materialSphere);
sphere.position.x = 2;
scene.add(sphere);
camera.position.z = 5;
// 后期处理
const composer = new THREE.EffectComposer(renderer);
const renderPass = new THREE.RenderPass(scene, camera);
composer.addPass(renderPass);
const bloomPass = new THREE.UnrealBloomPass(new THREE.Vector2(window.innerWidth, window.innerHeight), 1.5, 0.4, 0.85);
composer.addPass(bloomPass);
function animate() {
requestAnimationFrame(animate);
cube.rotation.x += 0.01;
cube.rotation.y += 0.01;
composer.render(); // 使用 composer 渲染
}
animate();
</script>
</body>
</html>
7. 添加更多后期处理效果
Three.js 提供了多种后期处理效果，你可以根据需要添加：
7.1 颜色校正（ShaderPass）
const shaderPass = new THREE.ShaderPass(THREE.CopyShader);
shaderPass.renderToScreen = true; // 渲染到屏幕
composer.addPass(shaderPass);
7.2 组合多个效果
可以将多个效果组合使用，例如同时使用 Bloom 和颜色校正：
composer.addPass(renderPass);
composer.addPass(bloomPass);
composer.addPass(shaderPass);
8. 处理窗口调整
确保在窗口调整大小时更新渲染器和后期处理：
window.addEventListener('resize', () => {
camera.aspect = window.innerWidth / window.innerHeight;
camera.updateProjectionMatrix();
renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
composer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight); // 更新 composer 尺寸
});
9. 结论
在本文中，我们详细探讨了如何在 Three.js 中实现后期处理，包括基本的场景设置、后期处理效果的添加以及如何组合多个效果。后期处理可以显著提升图像质量，使得应用更具吸引力。希望这篇博客能够帮助你更好地理解 Three.js 的后期处理！如有任何问题或建议，欢迎在评论区留言讨论！
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