Three.js 框架中的常量——自定义混合方程常量（Custom Blending Equation Constants）详解

person 少陵野老    watch_later 2024-10-17 21:18:21
visibility 53    class Custom Blending Equation Constants    bookmark 专栏

在 Three.js 中，混合（Blending）是指通过控制像素颜色的叠加来创建视觉效果的过程。这种技术广泛应用于透明效果、光影渲染等场景。混合方程（Blending Equation）决定了如何将源颜色（source color）与目标颜色（destination color）进行组合，产生最终的像素颜色。

Three.js 提供了一系列预定义的混合方程常量，允许开发者以更灵活的方式自定义渲染效果。通过这些常量，我们可以实现更加复杂的视觉效果。本文将详细介绍 Three.js 中的自定义混合方程常量（Custom Blending Equation Constants），并通过多个示例展示如何使用它们。

1. 自定义混合方程概述

Three.js 中的自定义混合方程常量主要用于控制如何将源颜色与目标颜色进行混合。源颜色指的是正在绘制的对象的颜色，而目标颜色是当前缓冲区中已经存在的颜色。通过自定义混合方程，我们可以控制这两种颜色的混合方式，从而实现不同的视觉效果。

在 Three.js 中，常用的混合方程包括：

  • THREE.AddEquation：源颜色 + 目标颜色
  • THREE.SubtractEquation：源颜色 - 目标颜色
  • THREE.ReverseSubtractEquation：目标颜色 - 源颜色
  • THREE.MinEquation：取最小值（MIN）
  • THREE.MaxEquation：取最大值（MAX）

这些混合方程通过与混合因子（Blending Factors）结合，可以在多种场景下应用，例如透明度效果、光照叠加以及材质混合等。

2. 基本使用

要在 Three.js 中使用混合方程，需要为 material（材质）对象设置自定义混合模式。以下是设置自定义混合方程的基本步骤：

  1. 创建材质，并启用混合模式。
  2. 选择自定义混合模式 THREE.CustomBlending。
  3. 指定混合方程和混合因子。
const material = new THREE.MeshBasicMaterial({
  color: 0x00ff00,
  transparent: true, // 允许材质透明
  blending: THREE.CustomBlending, // 使用自定义混合模式
  blendEquation: THREE.AddEquation, // 设置混合方程
  blendSrc: THREE.SrcAlphaFactor, // 源颜色因子
  blendDst: THREE.OneMinusSrcAlphaFactor // 目标颜色因子
});

在上面的代码中，我们创建了一个绿色的材质，并启用了透明混合模式，混合方程选择为 THREE.AddEquation，源颜色的混合因子为 SrcAlphaFactor，目标颜色的混合因子为 OneMinusSrcAlphaFactor。

3. 混合方程常量详解

3.1 AddEquation

THREE.AddEquation 是最常用的混合方程之一，它将源颜色与目标颜色相加。这种方式通常用于透明度效果和光照叠加。

公式：
[ C_{\text{final}} = C_{\text{source}} + C_{\text{destination}} ]

示例：

const material = new THREE.MeshBasicMaterial({
  color: 0xff0000,
  transparent: true,
  blending: THREE.CustomBlending,
  blendEquation: THREE.AddEquation,
  blendSrc: THREE.SrcAlphaFactor,
  blendDst: THREE.OneMinusSrcAlphaFactor
});

在这个示例中，源颜色和目标颜色将直接相加，产生一种叠加的效果。

3.2 SubtractEquation

THREE.SubtractEquation 用于计算源颜色与目标颜色的差值，通常用于创造光影减弱或消失的效果。

公式：
[ C_{\text{final}} = C_{\text{source}} - C_{\text{destination}} ]

示例：

const material = new THREE.MeshBasicMaterial({
  color: 0x0000ff,
  transparent: true,
  blending: THREE.CustomBlending,
  blendEquation: THREE.SubtractEquation,
  blendSrc: THREE.SrcAlphaFactor,
  blendDst: THREE.OneMinusSrcAlphaFactor
});

在这个示例中，源颜色将减去目标颜色，产生一种渐弱的效果。

3.3 ReverseSubtractEquation

THREE.ReverseSubtractEquation 与 SubtractEquation 类似，但顺序相反，它会计算目标颜色减去源颜色的结果。这种方程适用于从背景中减去颜色，常用于倒影或特效渲染。

公式：
[ C_{\text{final}} = C_{\text{destination}} - C_{\text{source}} ]

示例：

const material = new THREE.MeshBasicMaterial({
  color: 0x00ffff,
  transparent: true,
  blending: THREE.CustomBlending,
  blendEquation: THREE.ReverseSubtractEquation,
  blendSrc: THREE.SrcAlphaFactor,
  blendDst: THREE.OneMinusSrcAlphaFactor
});

在这个示例中，目标颜色减去源颜色，产生一种反向渐弱效果。

3.4 MinEquation

THREE.MinEquation 选择源颜色和目标颜色的最小值。该方程适用于阴影和暗化效果。

公式：
[ C_{\text{final}} = \min(C_{\text{source}}, C_{\text{destination}}) ]

示例：

const material = new THREE.MeshBasicMaterial({
  color: 0xffff00,
  transparent: true,
  blending: THREE.CustomBlending,
  blendEquation: THREE.MinEquation,
  blendSrc: THREE.SrcAlphaFactor,
  blendDst: THREE.OneMinusSrcAlphaFactor
});

在这个示例中，最终颜色将是源颜色和目标颜色中较暗的一种，这对于创建阴影效果非常有用。

3.5 MaxEquation

THREE.MaxEquation 选择源颜色和目标颜色的最大值，通常用于强调明亮部分的效果，比如高光或发光效果。

公式：
[ C_{\text{final}} = \max(C_{\text{source}}, C_{\text{destination}}) ]

示例：

const material = new THREE.MeshBasicMaterial({
  color: 0xff00ff,
  transparent: true,
  blending: THREE.CustomBlending,
  blendEquation: THREE.MaxEquation,
  blendSrc: THREE.SrcAlphaFactor,
  blendDst: THREE.OneMinusSrcAlphaFactor
});

在这个示例中，最终颜色将是源颜色和目标颜色中较亮的一种，这对于创建光照效果非常有用。

4. 使用自定义混合方程的完整示例

我们通过一个完整的场景示例展示如何结合多种混合方程来实现复杂的视觉效果。

// 创建场景、相机、渲染器
const scene = new THREE.Scene();
const camera = new THREE.PerspectiveCamera(75, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 1000);
camera.position.z = 5;

const renderer = new THREE.WebGLRenderer();
renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
document.body.appendChild(renderer.domElement);

// 创建立方体
const geometry = new THREE.BoxGeometry();
const material1 = new THREE.MeshBasicMaterial({
  color: 0xff0000,
  transparent: true,
  blending: THREE.CustomBlending,
  blendEquation: THREE.AddEquation,
  blendSrc: THREE.SrcAlphaFactor,
  blendDst: THREE.OneMinusSrcAlphaFactor
});

const material2 = new THREE.MeshBasicMaterial({
  color: 0x00ff00,
  transparent: true,
  blending: THREE.CustomBlending,
  blendEquation: THREE.SubtractEquation,
  blendSrc: THREE.SrcAlphaFactor,
  blendDst: THREE.OneMinusSrcAlphaFactor
});

const material3 = new THREE.MeshBasicMaterial({
  color: 0x0000ff,
  transparent: true,
  blending: THREE.CustomBlending,
  blendEquation: THREE.MaxEquation,
  blendSrc: THREE.SrcAlphaFactor,
  blendDst: THREE.OneMinusSrcAlphaFactor
});

// 创建多个立方体
const cube1 = new THREE.Mesh(geometry, material1);
cube1.position.x = -2;

const cube2 = new THREE.Mesh(geometry, material2);
cube2.position.x = 0;

const cube3 = new THREE.Mesh(geometry, material3);
cube3.position.x = 2;

scene.add(cube1);
scene.add(cube2);
scene.add(cube3);

// 渲染场景
function animate() {
  requestAnimationFrame(animate);

  cube1.rotation.x += 0.01;
  cube1.rotation.y += 0.01;

  cube2.rotation.x += 0.01;
  cube2.rotation.y += 0.01;

  cube3.rotation.x += 0.01;
  cube3.rotation.y += 0.01;

  renderer.render(scene, camera);
}

animate();

在这个示例中，我们

创建了三个立方体，并为每个立方体设置了不同的混合方程，通过旋转它们展示不同的视觉效果。cube1 使用了 AddEquation，cube2 使用了 SubtractEquation，cube3 则使用了 MaxEquation。

5. 总结

Three.js 提供的自定义混合方程常量为开发者创造复杂的视觉效果提供了强大的工具。通过灵活运用不同的混合方程，如 AddEquation、SubtractEquation 和 MaxEquation，我们可以实现各种透明效果、光照叠加、阴影渲染等。

本文详细介绍了各种混合方程常量的使用方法，并通过多个代码示例展示了它们在实际项目中的应用。希望通过这篇文章，您能够更好地理解和使用 Three.js 中的自定义混合方程，实现更加复杂和丰富的视觉效果。如果您有任何问题或建议，欢迎在评论区留言交流！

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会当凌绝顶，一览众山小。

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