threejs中的着色器入门
责任编辑:chjiegg     时间:2021-10-28     来源:csdn--- 凌风子夜
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1.顶点着色器(vertexShader)

基元形状,比如一个球体,是由顶点构成的,顶点着色器被依次传入这些顶点中的一个顶点,然后处理它。如何处理每个顶点是可以自由定制的,但顶点着色器有一个必做的事,就是为一个名为 gl_Position (放置顶点坐标信息)的变量赋值,该变量是一个4维数组(vec4),表示该顶点最终在屏幕上的位置。但我们需要如何将一个三维坐标(一个具有x、y、z值得顶点)转化为,或者说投影到二维的屏幕上。Three.js提供了可以方便地访问到 gl_Position的工具 。

 

2.片元着色器(fragmentShader)

片元着色器用于处理颜色和光源、纹理,和顶点着色器类似,片元着色器有一项必须完成的任务:设置或消除变量 gl_FragColor(设置当前片点的颜色) ,也是一个四维浮点变量(vec4 RGBA color),也就是片元点最终的颜色。

什么是片元?想象一个具有三个顶点的三角形,片元就是经过这三个顶点计算后的,所有在三角形内部的点。因此,片元值由顶点的值内插生成。如果一个顶点的颜色是红色,相邻顶点的颜色是蓝色,那么我们可以观测到颜色从红色顶点附近渐变,由红色变成紫色,最终在蓝色顶点附近变成蓝色。

 

3.着色器变量

GLSL中的着色器变量,有三种:Uniforms,Attributes和Varyings。

  1)Uniforms变量(即用uniform修饰的变量)既可以传入顶点着色器,也可以传入片元着色器,它们包含了哪些在整个渲染过程中保持不变的变量,比如,一个点光源的位置。

  2)Attributes(即用attribute修饰的变量)变量对应于每个顶点,它们只可以传入顶点着色器中,比如每个顶点都具有一个颜色。Attributes变量和顶点的关系是一一对应的。

  3)Varyings(即用varying修饰的变量)变量是在顶点着色器中定义,并且准备传入给片元着色器的变量。为了确保这点,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。一个经典的应用是法线向量,因为在计算光照的时候需要用到法线。

示例一:给物体赋红色材质

编写着色器代码

		<!--顶点着色器-->
		<script id="vertexShader" type="x-shader/x-vertex">
			void main(){
				//最终顶点位置信息=投影矩阵*模型视图矩阵*每个顶点坐标
				gl_Position=projectionMatrix*modelViewMatrix*vec4(position,1.0);
			}
		</script>
		<!--片元着色器-->
		<script id="fragmentShader" type="x-shader/x-fragment">
			void main(){
				//将任意一个像素色设置为该颜色RGBA(红色)
				gl_FragColor=vec4(1.0,0.0,1.0,1.0);//r,g,b,a
			}
		</script>

将读取到的着色器代码字符添加到着色器材质中编译

				var shaderMaterial=new THREE.ShaderMaterial({
					vertexShader:document.getElementById("vertexShader").textContent,
					fragmentShader:document.getElementById("fragmentShader").textContent
				});

编译后的着色器将连接在创建的材质上,材质添加到mesh物体上,就可以看到效果

还可以向着色器材质添加另外两种属性:uniforms和attributes。他们可以是向量、整数或者浮点数,uniforms变量在计算所有点的过程中保持不变,所以它们更加可能是单一值,而attributes变量是对每个顶点而言的,所以他们应当是数组。在一个mesh中,attribute变量和顶点应当是一一对应的。

 


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