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メッシュのマテリアルにカラーグラデーションを適用する-three.js

フォンマテリアルに単一の色を適用したSTLファイルをシーンにロードしました

次の例のように、Z軸にグラデーション効果を適用して、このメッシュのマテリアルに2色を適用する方法を教えてください。 グラデーション花瓶 ] 1

シェーダーを導入しなければならないような気がしますが、three.jsでこれまでに得たことがありません。

javascriptthree.jsvertex-shadergeometry-shader
11
Huskie69

UVに基づく単純なグラデーションシェーダー：

var scene = new THREE.Scene();
var camera = new THREE.PerspectiveCamera(60, 1, 1, 1000);
camera.position.set(13, 25, 38);
camera.lookAt(scene.position);
var renderer = new THREE.WebGLRenderer({
  antialias: true
});
var canvas = renderer.domElement
document.body.appendChild(canvas);

var controls = new THREE.OrbitControls(camera, renderer.domElement);

var geometry = new THREE.CylinderBufferGeometry(2, 5, 20, 32, 1, true);
var material = new THREE.ShaderMaterial({
  uniforms: {
    color1: {
      value: new THREE.Color("red")
    },
    color2: {
      value: new THREE.Color("purple")
    }
  },
  vertexShader: `
    varying vec2 vUv;

    void main() {
      vUv = uv;
      gl_Position = projectionMatrix * modelViewMatrix * vec4(position,1.0);
    }
  `,
  fragmentShader: `
    uniform vec3 color1;
    uniform vec3 color2;
  
    varying vec2 vUv;
    
    void main() {
      
      gl_FragColor = vec4(mix(color1, color2, vUv.y), 1.0);
    }
  `,
  wireframe: true
});
var mesh = new THREE.Mesh(geometry, material);
scene.add(mesh);



render();

function resize(renderer) {
  const canvas = renderer.domElement;
  const width = canvas.clientWidth;
  const height = canvas.clientHeight;
  const needResize = canvas.width !== width || canvas.height !== height;
  if (needResize) {
    renderer.setSize(width, height, false);
  }
  return needResize;
}

function render() {
  if (resize(renderer)) {
    camera.aspect = canvas.clientWidth / canvas.clientHeight;
    camera.updateProjectionMatrix();
  }
  renderer.render(scene, camera);
  requestAnimationFrame(render);
}
html,
body {
  height: 100%;
  margin: 0;
  overflow: hidden;
}

canvas {
  width: 100%;
  height: 100%;
  display;
  block;
}
<script src="https://threejs.org/build/three.min.js"></script>
<script src="https://threejs.org/examples/js/controls/OrbitControls.js"></script>

座標に基づく単純なグラデーションシェーダー：

var scene = new THREE.Scene();
var camera = new THREE.PerspectiveCamera(60, 1, 1, 1000);
camera.position.set(13, 25, 38);
camera.lookAt(scene.position);
var renderer = new THREE.WebGLRenderer({
  antialias: true
});
var canvas = renderer.domElement
document.body.appendChild(canvas);

var controls = new THREE.OrbitControls(camera, renderer.domElement);

var geometry = new THREE.CylinderBufferGeometry(2, 5, 20, 16, 4, true);
geometry.computeBoundingBox();
var material = new THREE.ShaderMaterial({
  uniforms: {
    color1: {
      value: new THREE.Color("red")
    },
    color2: {
      value: new THREE.Color("purple")
    },
    bboxMin: {
      value: geometry.boundingBox.min
    },
    bboxMax: {
      value: geometry.boundingBox.max
    }
  },
  vertexShader: `
    uniform vec3 bboxMin;
    uniform vec3 bboxMax;
  
    varying vec2 vUv;

    void main() {
      vUv.y = (position.y - bboxMin.y) / (bboxMax.y - bboxMin.y);
      gl_Position = projectionMatrix * modelViewMatrix * vec4(position,1.0);
    }
  `,
  fragmentShader: `
    uniform vec3 color1;
    uniform vec3 color2;
  
    varying vec2 vUv;
    
    void main() {
      
      gl_FragColor = vec4(mix(color1, color2, vUv.y), 1.0);
    }
  `,
  wireframe: true
});
var mesh = new THREE.Mesh(geometry, material);
scene.add(mesh);



render();

function resize(renderer) {
  const canvas = renderer.domElement;
  const width = canvas.clientWidth;
  const height = canvas.clientHeight;
  const needResize = canvas.width !== width || canvas.height !== height;
  if (needResize) {
    renderer.setSize(width, height, false);
  }
  return needResize;
}

function render() {
  if (resize(renderer)) {
    camera.aspect = canvas.clientWidth / canvas.clientHeight;
    camera.updateProjectionMatrix();
  }
  renderer.render(scene, camera);
  requestAnimationFrame(render);
}
html,
body {
  height: 100%;
  margin: 0;
  overflow: hidden;
}

canvas {
  width: 100%;
  height: 100%;
  display: block;
}
<script src="https://threejs.org/build/three.min.js"></script>
<script src="https://threejs.org/examples/js/controls/OrbitControls.js"></script>

頂点カラーのグラデーション：

var scene = new THREE.Scene();
var camera = new THREE.PerspectiveCamera(60, 1, 1, 1000);
camera.position.set(0, 0, 10);
var renderer = new THREE.WebGLRenderer({
  antialias: true
});
var canvas = renderer.domElement
document.body.appendChild(canvas);


var geom = new THREE.TorusKnotGeometry(2.5, .5, 100, 16);

var rev = true;

var cols = [{
  stop: 0,
  color: new THREE.Color(0xf7b000)
}, {
  stop: .25,
  color: new THREE.Color(0xdd0080)
}, {
  stop: .5,
  color: new THREE.Color(0x622b85)
}, {
  stop: .75,
  color: new THREE.Color(0x007dae)
}, {
  stop: 1,
  color: new THREE.Color(0x77c8db)
}];

setGradient(geom, cols, 'z', rev);

function setGradient(geometry, colors, axis, reverse) {

  geometry.computeBoundingBox();

  var bbox = geometry.boundingBox;
  var size = new THREE.Vector3().subVectors(bbox.max, bbox.min);

  var vertexIndices = ['a', 'b', 'c'];
  var face, vertex, normalized = new THREE.Vector3(),
    normalizedAxis = 0;

  for (var c = 0; c < colors.length - 1; c++) {

    var colorDiff = colors[c + 1].stop - colors[c].stop;

    for (var i = 0; i < geometry.faces.length; i++) {
      face = geometry.faces[i];
      for (var v = 0; v < 3; v++) {
        vertex = geometry.vertices[face[vertexIndices[v]]];
        normalizedAxis = normalized.subVectors(vertex, bbox.min).divide(size)[axis];
        if (reverse) {
          normalizedAxis = 1 - normalizedAxis;
        }
        if (normalizedAxis >= colors[c].stop && normalizedAxis <= colors[c + 1].stop) {
          var localNormalizedAxis = (normalizedAxis - colors[c].stop) / colorDiff;
          face.vertexColors[v] = colors[c].color.clone().lerp(colors[c + 1].color, localNormalizedAxis);
        }
      }
    }
  }
}

var mat = new THREE.MeshBasicMaterial({
  vertexColors: THREE.VertexColors,
  wireframe: true
});
var obj = new THREE.Mesh(geom, mat);
scene.add(obj);



render();

function resize(renderer) {
  const canvas = renderer.domElement;
  const width = canvas.clientWidth;
  const height = canvas.clientHeight;
  const needResize = canvas.width !== width || canvas.height !== height;
  if (needResize) {
    renderer.setSize(width, height, false);
  }
  return needResize;
}

function render() {
  if (resize(renderer)) {
    camera.aspect = canvas.clientWidth / canvas.clientHeight;
    camera.updateProjectionMatrix();
  }
  renderer.render(scene, camera);
  obj.rotation.y += .01;
  requestAnimationFrame(render);
}
html,
body {
  height: 100%;
  margin: 0;
  overflow: hidden;
}

canvas {
  width: 100%;
  height: 100%;
  display;
  block;
}
<script src="https://threejs.org/build/three.min.js"></script>

実際、シェーダー、頂点カラー、テクスチャーなど、どのアプローチを使用するかはあなた次第です。

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prisoner849

MeshPhongMaterialの機能を維持したい場合は、素材を拡張してみてください。

これはいくつかのアプローチを含むやや広範なトピックであり、詳細については here を参照してください。

Phongマテリアルシェーダーに次のようなラインがあります。

_vec4 diffuseColor = vec4( diffuse, opacity );
_

したがって、シェーダーの本やその他のチュートリアルを学習すると、正規化された係数（0と1の間の数）を使用して2つの色を混合できることがわかります。

つまり、この行を次のようなものに変更できます

_vec4 diffuseColor = vec4( mix(diffuse, myColor, vec3(myFactor)), opacity);
_

そのようにシェーダーを拡張できます

_const myFactor = { value: 0 }
const myColor = {value: new THREE.Color}


myMaterial.onBeforeCompile = shader=>{
  shader.uniforms.myFactor = myFactor
  shader.uniforms.myColor = myColor
  shader.fragmentShader = `
  uniform vec3 myColor;
  uniform float myFactor;
  ${shader.fragmentShader.replace(
    vec4 diffuseColor = vec4( diffuse, opacity );
    vec4 diffuseColor = vec4( mix(diffuse, myColor, vec3(myFactor)), opacity);
  )}
`
_

_myFactor.value_を変更すると、オブジェクトの色が_myMaterial.color_から_myColor.value_に変わるはずです。

次に、実際にグラデーションにするには、myFactorを動的なものに置き換えます。私はUVを使用するための囚人の解決策が好きです。これはすべてJavaScriptで行われ、このシェーダーに接続するのは非常に簡単です。他のアプローチでは、おそらくより多くのシェーダー作業が必要になります。

_vec4 diffuseColor = vec4( mix(diffuse, myColor, vec3(vUv.y)), opacity);
_

ここで、発生する可能性のある問題-new PhongMaterial({color})を呼び出すと、テクスチャが提供されていない場合、シェーダーはvUvなしでコンパイルされます。それをコンパイルしてあなたに役立つ原因となる多くの条件がありますが、それらが他のものを壊すかどうかはわかりません：

_#if defined( USE_MAP ) || defined( USE_BUMPMAP ) || defined( USE_NORMALMAP ) || defined( USE_SPECULARMAP ) || defined( USE_ALPHAMAP ) || defined( USE_EMISSIVEMAP ) || defined( USE_ROUGHNESSMAP ) || defined( USE_METALNESSMAP )
_

したがって、次のようなものを追加します

_myMaterial.defines = {USE_MAP:''} 
_

vUv変数をシェーダーで使用できるようにする場合があります。このようにして、フォンマテリアルのすべてのライトをマテリアルに作用させ、ベースカラーを変更するだけです。

3
pailhead

グラデーションを静的にしたい場合は、 .map プロパティ。または、それを .emissiveMap プロパティは、ライトを使用せずに「グロー」する場合に使用します。

ただし、モデルまたはカメラを回転した後でも、グラデーションを変更して常にz軸をフェードインする場合は、カスタムシェーダーを作成する必要があります。そのため、いくつかのチュートリアルを行う必要があります。 Three.jsでカスタムシェーダーを実装する方法については この例 を参照し、 https://thebookofshaders.com/ にアクセスして記述方法をよく理解してください。シンプルなグラデーションシェーダー。

3
Marquizzo