Three.js 中的屏幕空間環境光遮蔽SSAO

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簡介

在計算機圖形學中，環境光遮蔽（Ambient Occlusion）是一種可以增強場景深度感、模擬陰影效果的技術。在 Three.js 中，我們可以使用屏幕空間環境光遮蔽（Screen Space Ambient Occlusion，簡稱 SSAO）來實現這個效果。本篇文章將詳細介紹 SSAO 技術的原理和在 Three.js 中的應用。

原理

SSAO 技術是基於屏幕空間的，即隻需要對當前幀進行處理，而不需要重新渲染場景。它的基本思想是根據場景中各個像素點周圍的幾何信息（法向量、深度值等）來計算該像素點處的遮蔽程度，然後利用遮蔽程度來調整該像素點的亮度值。這樣就可以讓場景中較深部分的物體更暗，較淺部分的物體更亮，從而增強場景深度感。

具體來說，SSAO 的實現過程主要包括以下幾個步驟：

  • 在屏幕空間中生成一組隨機采樣點，每個采樣點都會與當前像素點進行比較；
  • 計算每個采樣點的深度值和法向量，並用它們來確定該采樣點是否在當前像素點的表面附近，即是否被覆蓋；
  • 根據所有采樣點的遮蔽程度計算出 SSAO 強度值；
  • 將 SSAO 強度值應用到當前像素點的亮度值上。

通過這種方式，我們就可以在屏幕空間中實現環境光遮蔽效果。下面將介紹如何在 Three.js 中實現 SSAO。

實現

在 Three.js 中實現 SSAO 可以使用內置的 SSAOShader 和 SAOPass 來完成。首先需要在頁面中引入 EffectComposer.js、RenderPass.js 和 SAOPass.js：

<script src="js/three/EffectComposer.js"></script>
<script src="js/three/RenderPass.js"></script>
<script src="js/three/SAOPass.js"></script>

接著，創建一個渲染器（WebGLRenderer）和場景（Scene），並添加一個 Mesh 對象和一個相機（PerspectiveCamera）：

let renderer = new THREE.WebGLRenderer();
renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
document.body.appendChild(renderer.domElement);
let scene = new THREE.Scene();
let geometry = new THREE.BoxGeometry(10, 10, 10);
let material = new THREE.MeshBasicMaterial({ color: 0xffffff });
let mesh = new THREE.Mesh(geometry, material);
scene.add(mesh);
let camera = new THREE.PerspectiveCamera(75, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 1000);
camera.position.z = 20;

然後，創建一個 RenderPass 對象和一個 SAOPass 對象，並將它們添加到 EffectComposer 中：

let renderPass = new THREE.RenderPass(scene, camera);
let saoPass = new THREE.SAOPass(scene, camera, window.innerWidth, window.innerHeight);
saoPass.params.output = THREE.SAOPass.OUTPUT.Default;
saoPass.params.saoBias = 0.5;
saoPass.params.saoIntensity = 0.05;
saoPass.params.saoScale = 100;
saoPass.params.saoKernelRadius = 10;
saoPass.params.saoMinResolution = 0;
saoPass.params.saoBlur = true;
composer = new THREE.EffectComposer(renderer);
composer.addPass(renderPass);
composer.addPass(saoPass);

可以看到，SAOPass 的參數包括輸出類型、遮蔽偏差、遮蔽強度、遮蔽比例、遮蔽半徑和最小分辨率等。通過調整這些參數，可以控制 SSAO 效果的強度和范圍。

最後，在渲染循環中使用 composer.render() 來渲染場景：

function render() {
  mesh.rotation.x += 0.01;
  mesh.rotation.y += 0.02;
  composer.render();
  requestAnimationFrame(render);
}
render();

至此，我們就完成瞭在 Three.js 中實現 SSAO 的過程。可以嘗試調整參數，從而得到想要的效果。

總結

屏幕空間環境光遮蔽（SSAO）是一種可以增強場景深度感、模擬陰影效果的技術。在 Three.js 中，我們可以使用內置的 SSAOShader 和 SAOPass 來實現這個效果。通過控制參數，可以得到不同強度和范圍的 SSAO 效果。

下一篇文件介紹 three.js Bloom 效果

以上就是Three.js 中的屏幕空間環境光遮蔽SSAO的詳細內容，更多關於Three.js實現SSAO的資料請關註WalkonNet其它相關文章！

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