Three.js ShaderMaterial: 球体 Raymarching 算法绘制教程

"要使用raymarching算法绘制球体，你需要定义一个着色器材质（ShaderMaterial）并在其中编写自定义的着色器代码。\n\n下面是一个使用raymarching算法绘制球体的示例代码：\n\njavascript\n// 创建一个球体的着色器材质\nconst sphereMaterial = new THREE.ShaderMaterial({\n vertexShader: `\n void main() {\n gl_Position = projectionMatrix * modelViewMatrix * vec4(position, 1.0);\n }\n `,\n fragmentShader: `\n uniform vec3 cameraPos;\n uniform float sphereRadius;\n\n float raymarch(vec3 origin, vec3 direction) {\n float t = 0.0;\n for (int i = 0; i < 100; i++) {\n vec3 p = origin + t * direction;\n float dist = length(p) - sphereRadius;\n if (dist < 0.001) {\n return t;\n }\n t += dist;\n }\n return -1.0;\n }\n\n void main() {\n vec2 uv = gl_FragCoord.xy / resolution.xy;\n vec2 aspectRatio = vec2(resolution.x / resolution.y, 1.0);\n vec2 normalizedCoords = uv * 2.0 - 1.0;\n normalizedCoords.x *= aspectRatio.x;\n vec3 direction = normalize(vec3(normalizedCoords, -1.0));\n \n vec3 origin = cameraPos;\n float t = raymarch(origin, direction);\n \n if (t > -0.5) {\n gl_FragColor = vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0); // 绘制红色\n } else {\n gl_FragColor = vec4(0.0, 0.0, 0.0, 1.0); // 绘制黑色\n }\n }\n `,\n uniforms: {\n cameraPos: { value: new THREE.Vector3(0, 0, 5) }, // 相机位置\n sphereRadius: { value: 1.0 } // 球体半径\n }\n});\n\n// 创建一个球体\nconst sphereGeometry = new THREE.SphereGeometry(1.0, 32, 32);\nconst sphereMesh = new THREE.Mesh(sphereGeometry, sphereMaterial);\n\n// 添加到场景中\nscene.add(sphereMesh);\n\n\n在上面的代码中，我们定义了一个球体的着色器材质，并在其中编写了自定义的顶点着色器和片段着色器代码。顶点着色器只是简单地将顶点的位置乘以投影矩阵和模型视图矩阵，以计算出最终的裁剪空间坐标。\n\n片段着色器中的raymarch函数实现了raymarching算法。该函数通过迭代计算光线从相机出发经过场景中的点，直到达到球体的表面。如果光线到达球体表面，则返回相应的距离值t，否则返回-1。通过判断t的值是否大于-0.5来确定光线是否击中了球体。\n\n在片段着色器的main函数中，我们根据光线是否击中了球体来分别设置颜色。如果击中了球体，则将颜色设置为红色，否则设置为黑色。\n\n最后，我们创建一个球体的几何体，并使用上述定义的着色器材质创建一个球体网格。将球体网格添加到场景中即可。\n\n请注意，上述代码仅仅是一个简单的示例，实际使用时可能需要根据具体需求进行修改和优化。\n