用Shader改变几何体形状，玩转Three.js动画效果

Shader 入门：从零基础到精通

Shader 概览

想象一下，你能用代码改变图形世界的形状、颜色和纹理。这正是 Shader 的魅力所在。Shader 是图形程序中的代码片段，让你能够直接操纵图形渲染管线。使用 GLSL 语言编写，Shader 可以实现从微调几何体到创造惊人的视觉效果的一切功能。

顶点着色器：塑造顶点

Shader 程序的第一个阶段是顶点着色器。顾名思义，它对顶点进行操作，即构成几何体的基元元素。在 Three.js 中，顶点着色器代码如下：

varying vec3 vPosition;

void main() {
  vPosition = position;
  gl_Position = projectionMatrix * modelViewMatrix * vec4(position, 1.0);
}

使用函数释放创造力

在顶点着色器中，我们可以利用强大的函数来改变顶点坐标，从而改变几何体的形状。

• sin 函数： 生成正弦波形，可创建波浪形或起伏的几何体。
• random 函数： 生成随机数，可创建不规则的几何体。
• noise 函数： 生成噪声纹理，可创建斑驳或粗糙的几何体。

酷炫的 Shader 动画效果

有了这些函数，我们就能释放想象力，创造各种令人惊叹的 Shader 动画效果：

• 波浪形几何体： 使用 sin 函数，我们可以制作像海浪般起伏的几何体。
• 随机几何体： 使用 random 函数，我们可以生成雪花般的随机几何体。
• 噪声几何体： 使用 noise 函数，我们可以创造像岩石或木头般的噪声几何体。

Three.js：释放你的 3D 潜能

Three.js 是一个强大的 3D 库，它与 Shader 完美结合。你可以使用 Three.js 创建交互式 3D 场景、模型和动画。它广泛应用于游戏、虚拟现实、增强现实和数据可视化等领域。

用 Shader 探索图形世界

Shader 是图形编程的利器，它让你可以打破常规，创造出引人注目的视觉效果。Three.js 为你提供了丰富的 Shader 支持，你可以用它来实现更生动、更具视觉冲击力的作品。

常见问题解答

1. 如何开始学习 Shader？

• 从本指南开始，逐步探索 Shader 的概念和使用方法。
• 参考 Three.js 文档和社区教程，深入了解具体实现。
• 练习编写自己的 Shader，并在实际项目中使用它们。

2. Shader 在哪些领域有应用？

• 游戏：创建逼真的视觉效果和动画。
• 虚拟现实：增强沉浸感和交互性。
• 增强现实：叠加虚拟对象到真实世界中。
• 数据可视化：使用 3D 图形呈现复杂数据。

3. 顶点着色器和片元着色器有什么区别？

• 顶点着色器操作顶点，而片元着色器操作片段（像素）。
• 顶点着色器用于修改几何体形状，而片元着色器用于着色和纹理。

4. 如何使用 Three.js 编写 Shader？

• 在场景中创建一个名为 shaderMaterial 的着色器材质。
• 使用 vertexShader 和 fragmentShader 属性指定顶点和片元着色器代码。
• 将着色器材质应用于模型或几何体。

5. 如何调试 Shader？

• 使用浏览器的开发者工具检查控制台错误。
• 在 Shader 代码中添加注释以追踪变量值。
• 使用 Three.js 调试工具，如 Stats.js 和 dat.gui。