ThreeJS-3D教学十五:ShaderMaterial(noise、random)

火影  金牌会员 | 2024-7-14 18:53:30 | 显示全部楼层 | 阅读模式
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ThreeJS-3D教学十四:ShaderMaterial(length、fract、step)
上面这篇重要是操纵 fragmentShader 片元着色器,实现对物体颜色的修改,这次咱们来看下修改 vertexShader 顶点着色器,这个其实就是位移各个顶点的位置。
接下来我们先先容下 noise 噪声函数(Perlin Noise、Simplex Noise 等)能使相邻的点(一维、二维、三维的点都行)产生相近的数值,而不是 random 随机函数那种每个位置的数值都和附近无关的结果。
noise 函数不是内置函数但有现成的实现可以利用,搜索 glsl noise function,就能找到许多实现。这里我们先演示在三维顶点坐标上利用 noise 的结果,因此先复制粘帖接收 vec3 格式参数的 cnoise() 到 main 函数之前然后进行利用。
  1. vec4 permute(vec4 x){return mod(((x*34.0)+1.0)*x, 289.0);}
  2. vec4 taylorInvSqrt(vec4 r){return 1.79284291400159 - 0.85373472095314 * r;}
  3. vec3 fade(vec3 t) {return t*t*t*(t*(t*6.0-15.0)+10.0);}
  4. float cnoise(vec3 P){
  5.   vec3 Pi0 = floor(P); // Integer part for indexing
  6.   vec3 Pi1 = Pi0 + vec3(1.0); // Integer part + 1
  7.   Pi0 = mod(Pi0, 289.0);
  8.   Pi1 = mod(Pi1, 289.0);
  9.   vec3 Pf0 = fract(P); // Fractional part for interpolation
  10.   vec3 Pf1 = Pf0 - vec3(1.0); // Fractional part - 1.0
  11.   vec4 ix = vec4(Pi0.x, Pi1.x, Pi0.x, Pi1.x);
  12.   vec4 iy = vec4(Pi0.yy, Pi1.yy);
  13.   vec4 iz0 = Pi0.zzzz;
  14.   vec4 iz1 = Pi1.zzzz;
  15.   vec4 ixy = permute(permute(ix) + iy);
  16.   vec4 ixy0 = permute(ixy + iz0);
  17.   vec4 ixy1 = permute(ixy + iz1);
  18.   vec4 gx0 = ixy0 / 7.0;
  19.   vec4 gy0 = fract(floor(gx0) / 7.0) - 0.5;
  20.   gx0 = fract(gx0);
  21.   vec4 gz0 = vec4(0.5) - abs(gx0) - abs(gy0);
  22.   vec4 sz0 = step(gz0, vec4(0.0));
  23.   gx0 -= sz0 * (step(0.0, gx0) - 0.5);
  24.   gy0 -= sz0 * (step(0.0, gy0) - 0.5);
  25.   vec4 gx1 = ixy1 / 7.0;
  26.   vec4 gy1 = fract(floor(gx1) / 7.0) - 0.5;
  27.   gx1 = fract(gx1);
  28.   vec4 gz1 = vec4(0.5) - abs(gx1) - abs(gy1);
  29.   vec4 sz1 = step(gz1, vec4(0.0));
  30.   gx1 -= sz1 * (step(0.0, gx1) - 0.5);
  31.   gy1 -= sz1 * (step(0.0, gy1) - 0.5);
  32.   vec3 g000 = vec3(gx0.x,gy0.x,gz0.x);
  33.   vec3 g100 = vec3(gx0.y,gy0.y,gz0.y);
  34.   vec3 g010 = vec3(gx0.z,gy0.z,gz0.z);
  35.   vec3 g110 = vec3(gx0.w,gy0.w,gz0.w);
  36.   vec3 g001 = vec3(gx1.x,gy1.x,gz1.x);
  37.   vec3 g101 = vec3(gx1.y,gy1.y,gz1.y);
  38.   vec3 g011 = vec3(gx1.z,gy1.z,gz1.z);
  39.   vec3 g111 = vec3(gx1.w,gy1.w,gz1.w);
  40.   vec4 norm0 = taylorInvSqrt(vec4(dot(g000, g000), dot(g010, g010), dot(g100, g100), dot(g110, g110)));
  41.   g000 *= norm0.x;
  42.   g010 *= norm0.y;
  43.   g100 *= norm0.z;
  44.   g110 *= norm0.w;
  45.   vec4 norm1 = taylorInvSqrt(vec4(dot(g001, g001), dot(g011, g011), dot(g101, g101), dot(g111, g111)));
  46.   g001 *= norm1.x;
  47.   g011 *= norm1.y;
  48.   g101 *= norm1.z;
  49.   g111 *= norm1.w;
  50.   float n000 = dot(g000, Pf0);
  51.   float n100 = dot(g100, vec3(Pf1.x, Pf0.yz));
  52.   float n010 = dot(g010, vec3(Pf0.x, Pf1.y, Pf0.z));
  53.   float n110 = dot(g110, vec3(Pf1.xy, Pf0.z));
  54.   float n001 = dot(g001, vec3(Pf0.xy, Pf1.z));
  55.   float n101 = dot(g101, vec3(Pf1.x, Pf0.y, Pf1.z));
  56.   float n011 = dot(g011, vec3(Pf0.x, Pf1.yz));
  57.   float n111 = dot(g111, Pf1);
  58.   vec3 fade_xyz = fade(Pf0);
  59.   vec4 n_z = mix(vec4(n000, n100, n010, n110), vec4(n001, n101, n011, n111), fade_xyz.z);
  60.   vec2 n_yz = mix(n_z.xy, n_z.zw, fade_xyz.y);
  61.   float n_xyz = mix(n_yz.x, n_yz.y, fade_xyz.x);
  62.   return 2.2 * n_xyz;
  63. }
复制代码
下面我们先看下案例结果:

11111
  1. <!DOCTYPE html>
  2. <html lang="en">
  3. <head>
  4.   <meta charset="UTF-8">
  5.   <title>Title</title>
  6.   <style>
  7.     body {
  8.       width: 100%;
  9.       height: 100%;
  10.     }
  11.     * {
  12.       margin: 0;
  13.       padding: 0;
  14.     }
  15.     .label {
  16.       font-size: 20px;
  17.       color: #000;
  18.       font-weight: 700;
  19.     }
  20.     .circle {
  21.       width: 20px;
  22.       height: 20px;
  23.       border-radius: 10px;
  24.       position: absolute;
  25.       left: 0;
  26.       top: 0;
  27.       background-color: red;
  28.       z-index: 1000;
  29.     }
  30.     #container {
  31.       position: relative;
  32.       width: 100%;
  33.       height: 100vh;
  34.     }
  35.   </style>
  36. </head>
  37. <body>
  38. <div class="circle"></div>
  39. <div id="container"></div>
  40. <script id="vshaderBox" type="x-shader/x-vertex">
  41.   uniform float uTime;
  42.   void main() {
  43.     // sin 0-1之间的数  cos 1-0之间的数
  44.     vec3 newPos = position * cos(uTime);
  45.     gl_Position = projectionMatrix * modelViewMatrix * vec4(newPos, 1.0);
  46.   }
  47. </script>
  48. <scri
复制代码
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