Three.js教程:顶点法向量数据光照计算

Three.js教程:顶点法向量数据光照计算

推荐:将NSDT场景编辑器加入你3D工具链

其他工具系列:NSDT简石数字孪生

顶点法向量数据光照计算

前面两节课讲解到了顶点位置坐标数据、顶点颜色数据,这节课讲解第三种顶点数据:顶点法向量。

如果你有初高中物理的光学基础,应该会有漫反射、镜面反射的概念。比如太阳光照在一个物体表面,物体表面与光线夹角位置不同的区域明暗程度不同,WebGL中为了计算光线与物体表面入射角,你首先要计算物体表面每个位置的法线方向,在Threejs中表示物体的网格模型Mesh的曲面是由一个一个三角形构成,所以为了表示物体表面各个位置的法线方向,可以给几何体的每个顶点定义一个方向向量。

立方体
立方体

不设置顶点法向量数据

下面代码仅仅定义了几何体BufferGeometry的顶点位置数据,没有定义顶点法向量数据。没有法向量数据,点光源、平行光等带有方向性的光源不会起作用,三角形平面整个渲染效果相对暗淡,而且两个三角形分界位置没有棱角感。

var geometry = new THREE.BufferGeometry(); //声明一个空几何体对象
//类型数组创建顶点位置position数据
var vertices = new Float32Array([
  0, 0, 0, //顶点1坐标
  50, 0, 0, //顶点2坐标
  0, 100, 0, //顶点3坐标

  0, 0, 0, //顶点4坐标
  0, 0, 100, //顶点5坐标
  50, 0, 0, //顶点6坐标

]);
// 创建属性缓冲区对象
var attribue = new THREE.BufferAttribute(vertices, 3); //3个为一组
// 设置几何体attributes属性的位置position属性
geometry.attributes.position = attribue

定义几何体顶点法向量数据

在上面顶点位置数据基础上定义顶点法向量数据,这时候除了环境光以外,点光源也会参与光照计算,三角形整个表面比较明亮,同时两个三角形表面法线不同,即使光线方向相同,明暗自然不同,在分界位置有棱角感。

var normals = new Float32Array([
  0, 0, 1, //顶点1法向量
  0, 0, 1, //顶点2法向量
  0, 0, 1, //顶点3法向量

  0, 1, 0, //顶点4法向量
  0, 1, 0, //顶点5法向量
  0, 1, 0, //顶点6法向量
]);
// 设置几何体attributes属性的位置normal属性
geometry.attributes.normal = new THREE.BufferAttribute(normals, 3); //3个为一组,表示一个顶点的法向量数据

顶点法向量数据和前面两节课讲解到的顶点位置数据、顶点颜色数据一样都是一一对应的。

API使用总结

// 访问几何体顶点位置数据
BufferGeometry.attributes.position
// 访问几何体顶点颜色数据
BufferGeometry.attributes.color
// 访问几何体顶点法向量数据
BufferGeometry.attributes.normal

几何体BufferGeometry的顶点法向量数据和几何体位置、颜色等顶点数据一样使用BufferAttribute表示。

// 设置几何体attributes属性的位置normal属性
geometry.attributes.normal = new THREE.BufferAttribute(normals, 3); //3个为一组,表示一个顶点的法向量数据
3D建模学习工作室
专注数字孪生、3D建模、3D仿真、虚拟现实

上一篇:Three.js教程:顶点颜色数据插值计算 (mvrlink.com)

下一篇:Three.js教程:顶点索引复用顶点数据 (mvrlink.com)

NSDT场景编辑器 | NSDT 数字孪生 | GLTF在线编辑器 | 3D模型在线转换 | UnrealSynth虚幻合成数据生成器 | 3D模型自动纹理化工具
2023 power by nsdt©鄂ICP备2023000829号