Three.js 中的屏幕空间环境光遮蔽SSAO

目录

• 简介
• 原理
• 实现
• 总结

简介

在计算机图形学中，环境光遮蔽（Ambient Occlusion）是一种可以增强场景深度感、模拟阴影效果的技术。在 Three.js 中，我们可以使用屏幕空间环境光遮蔽（Screen Space Ambient Occlusion，简称 SSAO）来实现这个效果。本篇文章将详细介绍 SSAO 技术的原理和在 Three.js 中的应用。

原理

SSAO 技术是基于屏幕空间的，即只需要对当前帧进行处理，而不需要重新渲染场景。它的基本思想是根据场景中各个像素点周围的几何信息（法向量、深度值等）来计算该像素点处的遮蔽程度，然后利用遮蔽程度来调整该像素点的亮度值。这样就可以让场景中较深部分的物体更暗，较浅部分的物体更亮，从而增强场景深度感。

具体来说，SSAO 的实现过程主要包括以下几个步骤：

• 在屏幕空间中生成一组随机采样点，每个采样点都会与当前像素点进行比较；
• 计算每个采样点的深度值和法向量，并用它们来确定该采样点是否在当前像素点的表面附近，即是否被覆盖；
• 根据所有采样点的遮蔽程度计算出 SSAO 强度值；
• 将 SSAO 强度值应用到当前像素点的亮度值上。

通过这种方式，我们就可以在屏幕空间中实现环境光遮蔽效果。下面将介绍如何在 Three.js 中实现 SSAO。

实现

在 Three.js 中实现 SSAO 可以使用内置的 SSAOShader 和 SAOPass 来完成。首先需要在页面中引入 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>

接着，创建一个渲染器（WebGLRenderer）和场景（Scene），并添加一个 Mesh 对象和一个相机（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;

然后，创建一个 RenderPass 对象和一个 SAOPass 对象，并将它们添加到 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 的参数包括输出类型、遮蔽偏差、遮蔽强度、遮蔽比例、遮蔽半径和最小分辨率等。通过调整这些参数，可以控制 SSAO 效果的强度和范围。

最后，在渲染循环中使用 composer.render() 来渲染场景：

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

至此，我们就完成了在 Three.js 中实现 SSAO 的过程。可以尝试调整参数，从而得到想要的效果。

总结

屏幕空间环境光遮蔽（SSAO）是一种可以增强场景深度感、模拟阴影效果的技术。在 Three.js 中，我们可以使用内置的 SSAOShader 和 SAOPass 来实现这个效果。通过控制参数，可以得到不同强度和范围的 SSAO 效果。

下一篇文件介绍 three.js Bloom 效果

以上就是Three.js 中的屏幕空间环境光遮蔽SSAO的详细内容，更多关于Three.js实现SSAO的资料请关注我们其它相关文章！