灯光构建三维世界：THREE.js的灯光技术揭秘

2023-11-22 17:26:19

THREE.js 灯光系统：照亮逼真三维场景的关键

引言

在构建逼真且引人入胜的三维场景时，灯光发挥着至关重要的作用。它不仅可以照亮场景，还可以渲染氛围、增强情绪，甚至影响整体视觉效果。THREE.js，一个流行的 3D 图形库，为我们提供了强大的灯光系统，让我们能够在三维场景中轻松实现逼真的照明效果。让我们深入探索 THREE.js 中的灯光技术，掌握灯光在三维场景中的应用技巧。

光照模型

光照模型是计算机图形学中用于模拟真实世界光照效果的数学模型。THREE.js 提供了几种光照模型，包括 Phong、Blinn-Phong 和 Lambert 光照模型。

Phong 光照模型 是最常用的模型之一，它考虑漫反射、镜面反射和环境光反射三种光照成分。
Blinn-Phong 光照模型 与 Phong 模型类似，但使用不同的镜面反射计算公式，使其更逼真。
Lambert 光照模型 是最简单的模型，只考虑漫反射。

光照类型

THREE.js 提供了各种光照类型，包括环境光、方向光、点光、聚光灯、半球光和平行光。

环境光 模拟场景中均匀的光照，为其提供基本照明。
方向光 模拟太阳光或月光，从特定方向照射到场景。
点光模拟点光源，从特定点向周围照射。
聚光灯 类似于点光，但具有锥形照射范围。
半球光 模拟半球形光源，从特定方向向下照射。
平行光 与方向光类似，但从特定方向平行地照射到场景，模拟太阳光或遥远光源。

光照参数

通过设置光照参数，我们可以控制光照效果。这些参数包括：

光照颜色： 指定光照的颜色，通常使用白色或暖色调。
光照强度： 指定光照的强度，范围为 1 到 10。
光照衰减： 指定光照强度随距离的变化，包括线性、平方或指数衰减。
光照阴影： 指定光照是否产生阴影，包括硬阴影或软阴影。

灯光效果

THREE.js 提供了各种灯光效果，用于实现特殊的光照效果：

阴影： 使物体看起来更逼真。
镜面反射： 使物体表面像镜子一样反射光线。
环境光遮蔽： 模拟环境光的遮挡效果，使物体表面更逼真。
全局光照： 使场景中的光照分布更真实。

代码示例：使用 THREE.js 创建基本照明场景

// 创建一个场景
const scene = new THREE.Scene();

// 创建一个摄像机
const camera = new THREE.PerspectiveCamera(75, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 1000);

// 创建一个渲染器
const renderer = new THREE.WebGLRenderer();
renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);

// 创建一个几何体
const geometry = new THREE.BoxGeometry(1, 1, 1);

// 创建一个材质
const material = new THREE.MeshBasicMaterial({ color: 0x00ff00 });

// 创建一个网格
const cube = new THREE.Mesh(geometry, material);
scene.add(cube);

// 创建一个光源
const light = new THREE.PointLight(0xffffff, 1, 10);
scene.add(light);

// 将摄像机添加到场景
camera.position.z = 5;

// 渲染场景
renderer.render(scene, camera);