一、背景
最近在做数字孪生项目,使用threejs渲染模型,UI要求地面反射建筑物,也就是模型要有倒影。
二、调研
在官网找到一个镜面反射的例子(https://threejs.org/examples/?q=refle#webgl_mirror)
如图:
和UI要的功能类似,但有缺陷
1、反射出了地面上所有的元素,连天空盒都反射出来了,我只想反射建筑物
2、没反射的地方,有颜色,盖住了镜面平面下的内容
如图:
三、如何只反射指定物体
通过阅读源码,我们发现在 Three.js 中,Reflector 类有一个 onBeforeRender 方法,我们可以称它为“渲染前回调”或“预渲染处理函数”。
如果能拿到这个钩子,在这个钩子里做过滤,问题就迎刃而解了。
但是,最怕有但是,但是这个方法没放出来,不能直接调,怎么办呢?
那就只能曲线救国,改它的方法!
如图:
解决方法,就是重写reflector对象的onBeforeRender方法
onBeforeRender方法传入一个 scene 对象,代表视图,也就是反射的内容,过滤scene,不需要的模型对象,隐藏掉(visible = false)
效果如下:
现在已经不反射天空盒了,只反射我想要的模型
但是,最怕有但是,但是不反射的地方变成黑色的了,修改镜面平面的材质透明度(opacity)不起效果,怎么办呢?
修改片元着色器。
四、修改片元着色器,使不反射的地方透明
reflector有shander属性,用于传入自定义着色器,着色器(Shader)是图形编程中的一个术语,指的是在图形处理单元(GPU)上运行的程序。这块涉及WebGL的知识,我不懂,不多言。
Reflector.ReflectorShader = {uniforms: {'color': {value: null},'tDiffuse': {value: null},'textureMatrix': {value: null}},vertexShader: /* glsl */`uniform mat4 textureMatrix;varying vec4 vUv;#include <common>#include <logdepthbuf_pars_vertex>void main() {vUv = textureMatrix * vec4( position, 1.0 );gl_Position = projectionMatrix * modelViewMatrix * vec4( position, 1.0 );#include <logdepthbuf_vertex>}`,fragmentShader: /* glsl */`uniform vec3 color;uniform sampler2D tDiffuse;varying vec4 vUv;#include <logdepthbuf_pars_fragment>float blendOverlay( float base, float blend ) {return( base < 0.5 ? ( 2.0 * base * blend ) : ( 1.0 - 2.0 * ( 1.0 - base ) * ( 1.0 - blend ) ) );}vec3 blendOverlay( vec3 base, vec3 blend ) {return vec3( blendOverlay( base.r, blend.r ), blendOverlay( base.g, blend.g ), blendOverlay( base.b, blend.b ) );}void main() {#include <logdepthbuf_fragment>vec4 base = texture2DProj( tDiffuse, vUv );gl_FragColor = vec4( blendOverlay( base.rgb, color ), 1.0 );#include <tonemapping_fragment>#include <encodings_fragment>}` };
这是threejs源码,reflector类里定义的默认着色器,拷出来,改一下,再通过shader属性传进去。
加上这三行代码即可
效果如图
镜面平面透明了
五、如何调整镜面平面的透明度
刚才说了,调整镜面的透明度(opacity)已经不起效果了,我也不想细查为啥了
透明度也可以直接通过片元着色器修改
把红框内值改了就行了,数值范围是0~1
改为0.4后,效果如图:
注意:要想让镜面平面透明,一定要把镜面材质的是否支持透明度属性改为true,也就是支持透明
完整代码如下
import { Reflector } from 'three/examples/jsm/objects/Reflector.js'; import { transparentMirrorShader } from '../xxxx.js'// 创建镜面反射平面 createMirrorPlane() {// 创建一个圆形几何体const radius = 640; // 圆的半径const segments = 256; // 圆的细分数,细分越多圆形越平滑const geometry = new THREE.CircleGeometry(radius, segments);// 创建 Reflectorconst reflector = new Reflector(geometry, {color: 0x000000, // 设置反射颜色textureWidth: window.innerWidth * window.devicePixelRatio, // 反射纹理宽度textureHeight: window.innerHeight * window.devicePixelRatio, // 反射纹理高度 shader: transparentMirrorShader,clipBias: 0.000 // 裁剪偏移量 });const subModelNameList = ['wall', '天空盒']reflector.originOnBeforeRender = reflector.onBeforeRender;reflector.onBeforeRender = function (renderer, scene, camera) {const scene1 = scene.clone();scene1.traverse(child => {if (!child.isScene && !child.isLight && child.name && subModelNameList.some(ele => child.name.includes(ele))) {if (['wall'].some(ele => child.name.includes(ele))) {child.visible = true;} else {child.visible = false;}}});reflector.originOnBeforeRender(renderer, scene1, camera);}// 设置位置和旋转reflector.position.set(0, -0.01, 0);reflector.rotation.x = -Math.PI / 2;reflector.name = '镜面反射平面';reflector.material.transparent = true;// 添加到场景this.scene.add(reflector); },
export const transparentMirrorShader = {uniforms: {'color': {value: null},'tDiffuse': {value: null},'textureMatrix': {value: null}},vertexShader: /* glsl */`uniform mat4 textureMatrix;varying vec4 vUv;#include <common>#include <logdepthbuf_pars_vertex>void main() {vUv = textureMatrix * vec4( position, 1.0 );gl_Position = projectionMatrix * modelViewMatrix * vec4( position, 1.0 );#include <logdepthbuf_vertex>}`,fragmentShader: /* glsl */`uniform vec3 color;uniform sampler2D tDiffuse;varying vec4 vUv;#include <logdepthbuf_pars_fragment>float blendOverlay( float base, float blend ) {return( base < 0.5 ? ( 2.0 * base * blend ) : ( 1.0 - 2.0 * ( 1.0 - base ) * ( 1.0 - blend ) ) );}vec3 blendOverlay( vec3 base, vec3 blend ) {return vec3( blendOverlay( base.r, blend.r ), blendOverlay( base.g, blend.g ), blendOverlay( base.b, blend.b ) );}void main() {#include <logdepthbuf_fragment>vec4 base = texture2DProj( tDiffuse, vUv );// 检查是否有有效的反射纹理,如果没有则透明if (base.a < 0.1) {discard;}gl_FragColor = vec4( blendOverlay( base.rgb, color ), 1 );#include <tonemapping_fragment>#include <encodings_fragment>}` }
我是用立方体做例子,如果有实际模型,效果会更好一些。
欢迎指正。