• Three.js使用shader根据高度渐变染色

    Three.js使用shader根据高度渐变染色

    使用shader根据高度渐变染色

    在项目中遇到一个对地形图染色的需求，根据高度对地形进行染色。以下测试代码为学习痕迹。

    GLSL代码，uniform float interval参数表示，间隔高度，即每隔interval，在不同色系渐变。

          const vertexShaderReplacements = `
    precision highp float;
    varying vec3 fPosition;
    varying vec2 vUv;

    void main()
    {
      vec4 pos = modelViewMatrix * vec4(position, 1.0);
      gl_Position = projectionMatrix * pos;
      fPosition = (modelMatrix * vec4(position, 1.0)).xyz;
      vUv = uv;
    }
  `;

      const fragmentShaderReplacements = `
    precision highp float;
    uniform float time;
    varying vec3 fPosition;
    varying vec2 vUv;
    uniform float interval;

    void d_color() {
      float dataY = fPosition.y;
      float dataI = interval;
      if (dataY <= -dataI) {
        // 蓝色-蓝绿
        // 0,0,1 -> 0,1,1
        gl_FragColor = vec4(0.0, 0.0, 1.0, 1.0);
      } else if (dataY > -dataI && dataY <= 0.0) {
        float g = 1.0 - (-dataY / dataI);
        gl_FragColor = vec4(0.0, g, 1.0, 1.0);
      } else if (dataY > 0.0 && dataY <= dataI) {
        // 蓝绿-绿
        // 0,1,1 -> 0,1,0
        float g = 1.0 - dataY / dataI;
        gl_FragColor = vec4(0.0, 1.0, g, 1.0);
      } else if (dataY > dataI && dataY <= 2.0 * dataI) {
        // 绿-浅绿
        // 0,1,0 -> 0.5,1,0
        float r = 0.5 * ((dataY - dataI) / dataI);
        gl_FragColor = vec4(r, 1.0, 0.0, 1.0);
      } else if (dataY > 2.0 * dataI && dataY <= 3.0 * dataI) {
        // 浅绿-黄
        // 0.5,1,0 -> 1,1,0
        float r = 0.5 + ((dataY - 2.0 * dataI) / dataI) * 0.5;
        gl_FragColor = vec4(r, 1.0, 0.0, 1.0);
      } else if (dataY > 3.0 * dataI && dataY <= 4.0 * dataI) {
        // 黄-土黄
        // 1,1,0 -> 1,0.76,0
        float g = 1.0 - ((dataY - 3.0 * dataI) / dataI) * (1.0 - 0.76);
        gl_FragColor = vec4(1.0, g, 0.0, 1.0);
      } else if (dataY > 4.0 * dataI && dataY <= 5.0 * dataI) {
        // 土黄-橙
        // 1,0.76,0 -> 1,0.58,0
        float g = 0.76 - ((dataY -  4.0 * dataI) / dataI) * (0.76 - 0.58);
        gl_FragColor = vec4(1.0, g, 0.0, 1.0);
      } else if (dataY > 5.0 * dataI && dataY <= 6.0 * dataI) {
        // 橙-红
        // 1,0.58,0 -> 1,0,0
        float g = 0.58 - ((dataY - 5.0 * dataI) / dataI) * 0.58;
        gl_FragColor = vec4(1.0, g, 0.0, 1.0);
      } else {
        // 红
        // 1.0,0.0,0.0
        gl_FragColor = vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0);
      }
    }

    void main(){
      d_color();
    }`;

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    完整的测试代码

    DOCTYPE html>
<html lang="en">
  <head>
    <meta charset="UTF-8" />
    <title>第一个three.js文件_WebGL三维场景title>
    <style>
      body {
        margin: 0;
        overflow: hidden;
        /* 隐藏body窗口区域滚动条 */
      }
    style>
    <script src="../three.js-master/build/three.js">script>
    <script src="../three.js-master/examples/js/controls/OrbitControls.js">script>
  head>

  <body>
    <script>
      /**
       * 创建场景对象Scene
       */
      var scene = new THREE.Scene();
      const vertexShaderReplacements = `
    precision highp float;
    varying vec3 fPosition;
    varying vec2 vUv;

    void main()
    {
      vec4 pos = modelViewMatrix * vec4(position, 1.0);
      gl_Position = projectionMatrix * pos;
      fPosition = (modelMatrix * vec4(position, 1.0)).xyz;
      vUv = uv;
    }
  `;

      const fragmentShaderReplacements = `
    precision highp float;
    uniform float time;
    varying vec3 fPosition;
    varying vec2 vUv;
    uniform float interval;

    void d_color() {
      float dataY = fPosition.y;
      float dataI = interval;
      if (dataY <= -dataI) {
        // 蓝色-蓝绿
        // 0,0,1 -> 0,1,1
        gl_FragColor = vec4(0.0, 0.0, 1.0, 1.0);
      } else if (dataY > -dataI && dataY <= 0.0) {
        float g = 1.0 - (-dataY / dataI);
        gl_FragColor = vec4(0.0, g, 1.0, 1.0);
      } else if (dataY > 0.0 && dataY <= dataI) {
        // 蓝绿-绿
        // 0,1,1 -> 0,1,0
        float g = 1.0 - dataY / dataI;
        gl_FragColor = vec4(0.0, 1.0, g, 1.0);
      } else if (dataY > dataI && dataY <= 2.0 * dataI) {
        // 绿-浅绿
        // 0,1,0 -> 0.5,1,0
        float r = 0.5 * ((dataY - dataI) / dataI);
        gl_FragColor = vec4(r, 1.0, 0.0, 1.0);
      } else if (dataY > 2.0 * dataI && dataY <= 3.0 * dataI) {
        // 浅绿-黄
        // 0.5,1,0 -> 1,1,0
        float r = 0.5 + ((dataY - 2.0 * dataI) / dataI) * 0.5;
        gl_FragColor = vec4(r, 1.0, 0.0, 1.0);
      } else if (dataY > 3.0 * dataI && dataY <= 4.0 * dataI) {
        // 黄-土黄
        // 1,1,0 -> 1,0.76,0
        float g = 1.0 - ((dataY - 3.0 * dataI) / dataI) * (1.0 - 0.76);
        gl_FragColor = vec4(1.0, g, 0.0, 1.0);
      } else if (dataY > 4.0 * dataI && dataY <= 5.0 * dataI) {
        // 土黄-橙
        // 1,0.76,0 -> 1,0.58,0
        float g = 0.76 - ((dataY -  4.0 * dataI) / dataI) * (0.76 - 0.58);
        gl_FragColor = vec4(1.0, g, 0.0, 1.0);
      } else if (dataY > 5.0 * dataI && dataY <= 6.0 * dataI) {
        // 橙-红
        // 1,0.58,0 -> 1,0,0
        float g = 0.58 - ((dataY - 5.0 * dataI) / dataI) * 0.58;
        gl_FragColor = vec4(1.0, g, 0.0, 1.0);
      } else {
        // 红
        // 1.0,0.0,0.0
        gl_FragColor = vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0);
      }
    }

    void main(){
      d_color();
    }`;

      var geometry = new THREE.PlaneGeometry(30, 200);
      let uniforms = {
        interval: {
          type: "f",
          value: 25.0,
        },
      };

      var material = new THREE.ShaderMaterial({
        // wireframe: true,
        side: THREE.DoubleSide,
        uniforms: uniforms,
        vertexShader: vertexShaderReplacements,
        fragmentShader: fragmentShaderReplacements,
      });
      const plane = new THREE.Mesh(geometry, material);
      plane.position.set(15, 80);
      scene.add(plane);

      // 平行光
      directionalLight = new THREE.DirectionalLight(0xffffff);

      // 平行光配置
      directionalLight.position.set(-40, 60, -10);
      directionalLight.castShadow = true;
      directionalLight.shadow.camera.near = 20;
      directionalLight.shadow.camera.far = 200;
      directionalLight.shadow.camera.left = -50;
      directionalLight.shadow.camera.right = 50;
      directionalLight.shadow.camera.top = 50;
      directionalLight.shadow.camera.bottom = -50;

      // 距离和强度
      directionalLight.distance = 0;
      directionalLight.intensity = 0.5;

      // 设置阴影的分辨率
      directionalLight.shadow.mapSize.width = 1024;
      directionalLight.shadow.mapSize.height = 1024;

      scene.add(directionalLight);

      //环境光
      var ambient = new THREE.AmbientLight(0x444444);
      scene.add(ambient);

      // 辅助坐标系  参数250表示坐标系大小，可以根据场景大小去设置
      var axisHelper = new THREE.AxesHelper(250);
      scene.add(axisHelper);
      const cameraHelper = new THREE.CameraHelper(
        directionalLight.shadow.camera
      );
      // scene.add(cameraHelper);

      /**
       * 相机设置
       */
      var width = window.innerWidth; //窗口宽度
      var height = window.innerHeight; //窗口高度
      var k = width / height; //窗口宽高比
      var s = 200; //三维场景显示范围控制系数，系数越大，显示的范围越大
      //创建相机对象
      var camera = new THREE.OrthographicCamera(-s * k, s * k, s, -s, 1, 1000);
      camera.position.set(200, 300, 200); //设置相机位置
      camera.lookAt(scene.position); //设置相机方向(指向的场景对象)
      /**
       * 创建渲染器对象
       */
      var renderer = new THREE.WebGLRenderer();
      renderer.setSize(width, height); //设置渲染区域尺寸
      renderer.setClearColor(0xb9d3ff, 1); //设置背景颜色
      document.body.appendChild(renderer.domElement); //body元素中插入canvas对象
      renderer.shadowMap.enabled = true;
      //执行渲染操作   指定场景、相机作为参数
      // renderer.render(scene, camera);
      function render() {
        renderer.render(scene, camera); //执行渲染操作
        // mesh.rotateY(0.01);//每次绕y轴旋转0.01弧度
        requestAnimationFrame(render); //请求再次执行渲染函数render
      }
      render();
      var controls = new THREE.OrbitControls(camera, renderer.domElement); //创建控件对象
    script>
  body>
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