three.js 03-05 之 HemisphereLight 光源

来源：互联网发布：fx3u一48编程手册书编辑：程序博客网时间：2024/06/05 18:51

在前四篇文中，我们介绍了 three.js 中常用的四种基础光源 AmbientLight（环境光光源）、PointLight（点光光源）、SpotLight（聚光灯光源）以及 DirectionalLight（方向光或叫平行光光源）。本篇我们将来介绍一下 three.js 中第一种相对特殊点的光源 HemisphereLight（半球光光源）。这种光源可以为室外场景创建更加贴近自然的光照效果。

如果不想使用这种光源，那么，要模拟室外光照，则要使用一个方向光光源来模拟太阳，或额外再添加一个环境光光源，以便为场景提供基础颜色。但是，这样搭配出来的关照效果看上去不怎么贴近自然。因为当你在室外的时候，并不是所有的光照都来自上方，很多都是同时来自空气的散射、地面的反射，以及其他物体的反射。为此，three.js 为我们提供了 HemisphereLight 半球光光源。我们先来看一下完整的示例代码，如下所示：

<!DOCTYPE html><html><head>    <title>示例 03.05 - 半球光光源</title><script src="../build/three.js"></script><script src="../build/js/controls/OrbitControls.js"></script><script src="../build/js/libs/stats.min.js"></script><script src="../build/js/libs/dat.gui.min.js"></script><script src="../jquery/jquery-3.2.1.min.js"></script>    <style>        body {            /* 设置 margin 为 0，并且 overflow 为 hidden，来完成页面样式 */            margin: 0;            overflow: hidden;        }/* 统计对象的样式 */#Stats-output {position: absolute;left: 0px;top: 0px;}    </style></head><body><!-- 用于 WebGL 输出的 Div --><div id="WebGL-output"></div><!-- 用于统计 FPS 输出的 Div --><div id="Stats-output"></div><!-- 运行 Three.js 示例的 Javascript 代码 --><script type="text/javascript">var scene;var camera;var render;var controls;var stats;var guiControls;var plane;var cube;var sphere;var hemisphereLight;var dirLight;    $(function() {stats = initStats();scene = new THREE.Scene();scene.fog = new THREE.Fog(0xaaaaaa, 0.01, 800); // 雾化效果camera = new THREE.PerspectiveCamera(45, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 2147483647); // 2147483647camera.position.set(-20, 15, 45);render = new THREE.WebGLRenderer( {antialias: true} ); // antialias 抗锯齿render.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);render.setClearColor(0xaaaaff, 1.0);render.shadowMap.enabled = true; // 允许阴影投射$('#WebGL-output')[0].appendChild(render.domElement);window.addEventListener('resize', onWindowResize, false);var target = new THREE.Vector3(scene.position.x + 10, scene.position.y ,scene.position.z);controls = new THREE.OrbitControls(camera, render.domElement);controls.target = target;camera.lookAt(target);scene.add(new THREE.AxesHelper(20));// 加入坐标轴// 加入一个平面（带草的纹理）var planeGeometry = new THREE.PlaneGeometry(800, 800, 20, 20);var textureLoader = new THREE.TextureLoader();var textureGrass = textureLoader.load("./assets/textures/ground/grasslight-big.jpg", function(texture) {texture.wrapS = THREE.RepeatWrapping;texture.wrapT = THREE.RepeatWrapping;texture.repeat.set(4, 4);planeMaterial.needsUpdate = true;});var planeMaterial =  new THREE.MeshLambertMaterial( {map: textureGrass} );plane = new THREE.Mesh(planeGeometry, planeMaterial);plane.rotation.x = -0.5 * Math.PI; // 沿着 X轴旋转-90°plane.receiveShadow = true; // 非线框几何平面接收阴影scene.add(plane);// 加入一个立方体var cubeGeometry = new THREE.BoxGeometry(4, 4, 4);var cubeMaterial = new THREE.MeshLambertMaterial( {color: 0xFF7777} );cube = new THREE.Mesh(cubeGeometry, cubeMaterial);cube.position.x = -4;cube.position.y = 3;cube.position.z = 0;cube.castShadow = true; // 立方体投射阴影scene.add(cube);// 加入一个球体var sphereGeometry = new THREE.SphereGeometry(4, 20, 20);var sphereMaterial = new THREE.MeshLambertMaterial( {color: 0x7777FF} );sphere = new THREE.Mesh(sphereGeometry, sphereMaterial);sphere.position.x = 20;sphere.position.y = 4;sphere.position.z = 2;sphere.castShadow = true; // 球体投射阴影scene.add(sphere);// 加入一个方向光dirLight = new THREE.DirectionalLight(0xffffff, 1.0);dirLight.position.set(30, 10, -50);dirLight.castShadow = true;dirLight.shadow.mapSize.set(2048, 2048);dirLight.target = plane;dirLight.shadow.camera.near = 0.1;dirLight.shadow.camera.far = 200;dirLight.shadow.camera.left = -50;dirLight.shadow.camera.right = 50;dirLight.shadow.camera.top = 50;dirLight.shadow.camera.bottom = -50;scene.add(dirLight);//var dirLightCamera = new THREE.CameraHelper(dirLight.shadow.camera);//scene.add(dirLightCamera);// 加入一个半球光（skyColor 天空色, groundColor 地面色, intensity 光照强度）hemisphereLight = new THREE.HemisphereLight(0x0000ff, 0x00ff00, 0.3);hemisphereLight.position.set(0, 500, 0);scene.add(hemisphereLight);// 加入一个聚光灯var spotLight = new THREE.SpotLight(0xcccccc, 0.6);        spotLight.position.set(-40, 60, -10);        spotLight.target = plane;        scene.add(spotLight);//var spotLightCamera = new THREE.CameraHelper(spotLight.shadow.camera);//scene.add(spotLightCamera);/** 用来保存那些需要修改的变量 */guiControls = new function() {this.rotationSpeed = 0.02;this.bouncingSpeed = 0.04;this.hemisphere = true;this.skyColor = '#0000ff';this.groundColor = '#00ff00';this.intensity = 0.3;}/** 定义 dat.GUI 对象，并绑定 guiControls 的几个属性 */var gui = new dat.GUI();gui.add(guiControls, 'hemisphere').onChange( function(e) {hemisphereLight.intensity = e ? guiControls.intensity : 0;});gui.addColor(guiControls, 'skyColor').onChange( function(e) {hemisphereLight.color = new THREE.Color(e);});gui.addColor(guiControls, 'groundColor').onChange( function(e) {hemisphereLight.groundColor = new THREE.Color(e);});gui.add(guiControls, 'intensity', 0, 3).onChange( function(e) {hemisphereLight.intensity = e;});renderScene();    });/** 渲染场景 */function renderScene() {stats.update();rotateCube(); // 旋转立方体bounceSphere(); // 弹跳球体requestAnimationFrame(renderScene);render.render(scene, camera);}/** 初始化 stats 统计对象 */function initStats() {stats = new Stats();stats.setMode(0); // 0 为监测 FPS；1 为监测渲染时间$('#Stats-output').append(stats.domElement);return stats;}/** 当浏览器窗口大小变化时触发 */function onWindowResize() {camera.aspect = window.innerWidth / window.innerHeight;camera.updateProjectionMatrix();render.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);}/** 转动立方体 */function rotateCube() {cube.rotation.x += guiControls.rotationSpeed;cube.rotation.y += guiControls.rotationSpeed;cube.rotation.z += guiControls.rotationSpeed;}/** 弹跳球体 */var step = 0;function bounceSphere() {step += guiControls.bouncingSpeed;sphere.position.x = 20 + (10 * Math.cos(step));sphere.position.y = 2 + (10 * Math.abs(Math.sin(step)));}</script></body></html>

在这个例子中，我们可以通过右上角的 hemisphere 开关打开或者关闭半球光光源，还可以通过 skyColor（天空颜色）和 groundColor（地面颜色）来试验不同的效果。

需要特别提醒的是，本示例中地面的创建跟之前给出的所有例子都有些不同。本例中的地面，使用了一个草地纹理作为材质，这主要是通过 THREE.TextureLoader() 对象来实现的，基本用法如下：

var textureLoader = new THREE.TextureLoader();var textureGrass = textureLoader.load("./assets/textures/ground/grasslight-big.jpg", function(texture) {texture.wrapS = THREE.RepeatWrapping;texture.wrapT = THREE.RepeatWrapping;texture.repeat.set(4, 4);planeMaterial.needsUpdate = true;});

示例中用到的草地纹理

其中，第一个参数给出草地纹理的图片资源路径，第二个参数接受一个回调函数，用来进一步对纹理的相关特性进行设置。关于纹理，后面我们会有专门的章节进行介绍，此处先做个初步了解即可。需要注意的是，在这个回调函数里的最后一句代码 planeMaterial.needsUpdate = true; 其含义是通知引用此纹理的 Material 对象“纹理已经就绪，请及时更新”。

创建半球光光源也比较简单，只要简单指定参数即可实现：天空颜色、地面颜色、光照强度等。如下代码片段所示：

hemisphereLight = new THREE.HemisphereLight(0x0000ff, 0x00ff00, 0.3);hemisphereLight.position.set(0, 500, 0);scene.add(hemisphereLight);

下表列出了半球光比较常用的几个属性：

属性描述skyColor （天空色）表示从天空发出的光线的颜色groundColor （地面色）表示从地面发出的光线的颜色intensity （光强）表示光线照射的强度

未完待续···

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