three.js通过CubeTexture加载环境贴图，和RGBELoader加载器加载hdr环境贴图

news2024/11/20 18:40:48

一、使用CubeTexture进行环境贴图

1.CubeTexture使用介绍

Three.js中可以通过使用CubeTexture进行环境贴图，CubeTexture需要将6张图片（正面、反面、上下左右）包装成一个立方体纹理。下面是一个简单的例子：

首先需要加载六张贴图：

var urls = [
    'px.png', 'nx.png',
    'py.png', 'ny.png',
    'pz.png', 'nz.png'
];
var textureCube = new THREE.CubeTextureLoader().load(urls);
textureCube.format = THREE.RGBFormat;

然后将这个纹理应用到场景的背景中：

scene.background = textureCube;

或者将它应用到一个物体上：

var material = new THREE.MeshBasicMaterial( { envMap: textureCube } );

2. 使用CubeTexture实现球体和街道环境贴图

接下来我们就动手实践一下吧：

在代码中，可以先创建一个CubeTexture并将其应用到场景的背景中：

// 设置cube纹理加载器
const cubeTextureLoader = new THREE.CubeTextureLoader(); // 立方体纹理加载器
const envMapTexture = cubeTextureLoader.load([ // 设置环境贴图
  "textures/environmentMaps/3/px.jpg",
  "textures/environmentMaps/3/nx.jpg",
  "textures/environmentMaps/3/py.jpg",
  "textures/environmentMaps/3/ny.jpg",
  "textures/environmentMaps/3/pz.jpg",
  "textures/environmentMaps/3/nz.jpg",
]);
// 给场景添加背景
scene.background = envMapTexture;

然后创建一个具有高光部分的材质，并将envMap参数设置为之前创建的环境贴图：

// 创建球体
const sphereGeometry = new THREE.SphereBufferGeometry(1, 20, 20); // 参数：半径、水平分段数、垂直分段数
const material = new THREE.MeshStandardMaterial({ // 创建材质
  metalness: 0.7, // 金属度
  roughness: 0.1, // 粗糙度
  envMap: envMapTexture, // 环境贴图
});
const sphere = new THREE.Mesh(sphereGeometry, material); // 根据几何体和材质创建球体
scene.add(sphere); // 添加到场景中

这样，在场景中移动相机时就可以看到物体和房屋内墙壁、地面反射出周围环境的效果。

  • 如图：
    在这里插入图片描述
  • 完整代码如下：
import * as THREE from "three";
// 导入轨道控制器
import { OrbitControls } from "three/examples/jsm/controls/OrbitControls";

// 1、创建场景
const scene = new THREE.Scene();
scene.background = new THREE.Color(0x003261); // 将背景色设置为蓝色

// 2、创建相机
const camera = new THREE.PerspectiveCamera(75, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 1000);

// 设置相机位置
camera.position.set(0, 0, 10);
scene.add(camera);

// 设置cube纹理加载器
const cubeTextureLoader = new THREE.CubeTextureLoader(); // 立方体纹理加载器
const envMapTexture = cubeTextureLoader.load([ // 设置环境贴图
  "textures/environmentMaps/3/px.jpg",
  "textures/environmentMaps/3/nx.jpg",
  "textures/environmentMaps/3/py.jpg",
  "textures/environmentMaps/3/ny.jpg",
  "textures/environmentMaps/3/pz.jpg",
  "textures/environmentMaps/3/nz.jpg",
]);
// 创建球体
const sphereGeometry = new THREE.SphereBufferGeometry(1, 20, 20); // 参数：半径、水平分段数、垂直分段数
const material = new THREE.MeshStandardMaterial({ // 创建材质
  metalness: 0.7, // 金属度
  roughness: 0.1, // 粗糙度
  envMap: envMapTexture, // 环境贴图
});
const sphere = new THREE.Mesh(sphereGeometry, material); // 根据几何体和材质创建球体
scene.add(sphere); // 添加到场景中
 

// 给场景添加背景
scene.background = envMapTexture;

// 灯光
// 环境光
// 参数 1：光源颜色 2：光源强度
const light = new THREE.AmbientLight(0xffffff, 0.5); // soft white light
scene.add(light); // 将光源添加到场景中
//直线光源
const directionalLight = new THREE.DirectionalLight(0xffffff, 1); // 参数：光源颜色、光源强度
directionalLight.position.set(10, 10, 10); // 设置光源位置
scene.add(directionalLight); // 将光源添加到场景中


// 初始化渲染器
const renderer = new THREE.WebGLRenderer();
// 设置渲染的尺寸大小
renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
// 将webgl渲染的canvas内容添加到body
document.body.appendChild(renderer.domElement);


// 创建轨道控制器
const controls = new OrbitControls(camera, renderer.domElement);
// 设置控制器阻尼，让控制器更有真实效果,必须在动画循环里调用.update()。
controls.enableDamping = true;

function render() {
  controls.update();
  renderer.render(scene, camera);
  //   渲染下一帧的时候就会调用render函数
  requestAnimationFrame(render);
}

render();

// 监听画面变化，更新渲染画面
window.addEventListener("resize", () => {
  //   console.log("画面变化了");
  // 更新摄像头
  camera.aspect = window.innerWidth / window.innerHeight;
  //   更新摄像机的投影矩阵
  camera.updateProjectionMatrix();

  //   更新渲染器
  renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
  //   设置渲染器的像素比
  renderer.setPixelRatio(window.devicePixelRatio);
});

二、RGBELoader加载器加载hdr环境贴图

1. RGBELoader加载器使用介绍

RGBELoader是一个three.js中的纹理加载器，它可以加载HDR格式的纹理。HDR格式有更高的精度和更广的颜色范围，能够更好地表现真实的光照和阴影等细节。RGBELoader的使用方法如下：

  1. 导入RGBELoader模块：
import { RGBELoader } from 'three/examples/jsm/loaders/RGBELoader.js';
  1. 创建RGBELoader实例：
const rgbeLoader = new RGBELoader();
  1. 加载HDR纹理：
rgbeLoader.load(
  '/path/to/texture.hdr',
  texture => {
    // do something with loaded texture
  },
  undefined,
  error => {
    console.error( 'Error loading HDR texture', error );
  }
);

加载器使用的第一个参数是纹理的路径，第二个参数是加载成功后的回调函数。在回调函数中可以获取加载成功后的texture对象并进行相关操作。第三个参数是加载进度的回调函数，第四个参数是加载失败的回调函数。

举例：

下面是一个简单的three.js场景，使用RGBELoader加载HDR纹理并将其用作环境贴图。

import * as THREE from 'three';
import { RGBELoader } from 'three/examples/jsm/loaders/RGBELoader.js';
import { OrbitControls } from 'three/examples/jsm/controls/OrbitControls.js';

const scene = new THREE.Scene();
const camera = new THREE.PerspectiveCamera(
  75,
  window.innerWidth / window.innerHeight,
  0.1,
  1000
);
camera.position.set( 0, 0, 5 );

const renderer = new THREE.WebGLRenderer();
renderer.setSize( window.innerWidth, window.innerHeight );
document.body.appendChild( renderer.domElement );

const rgbeLoader = new RGBELoader();
rgbeLoader.load(
  '/path/to/texture.hdr',
  texture => {
    const pmremGenerator = new THREE.PMREMGenerator( renderer );
    pmremGenerator.compileEquirectangularShader();
    const envMap = pmremGenerator.fromEquirectangular( texture ).texture;
    scene.background = envMap;
    scene.environment = envMap;
    texture.dispose();
    pmremGenerator.dispose();
  },
  undefined,
  error => {
    console.error( 'Error loading HDR texture', error );
  }
);

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

function animate() {
  requestAnimationFrame( animate );
  controls.update();
  renderer.render( scene, camera );
}
animate();

上面的代码中，除了RGBELoader之外还使用了PMREMGenerator贴图产生器和OrbitControls控制器。通过PMREMGenerator将HDR纹理生成立方体贴图，并将其用作背景和环境光照。OrbitControls控制器用于交互式控制摄像机。

2. 异步加载hdr实战

前面介绍了同步用法，这里使用异步加载的方式实现一个球体和周围环境的hdr加载贴图
效果如图：
在这里插入图片描述

  • 核心代码
// 导入hdr加载器
import { RGBELoader } from "three/examples/jsm/loaders/RGBELoader";

// 加载hdr环境图
const rgbeLoader = new RGBELoader();
rgbeLoader.loadAsync("textures/hdr/004.hdr").then((texture) => {
  texture.mapping = THREE.EquirectangularReflectionMapping; // 设置映射类型
  scene.background = texture; // 设置背景
  scene.environment = texture; // 设置环境贴图
});
  • 整体代码如下：
import * as THREE from "three";
// 导入轨道控制器
import { OrbitControls } from "three/examples/jsm/controls/OrbitControls";
// 导入hdr加载器
import { RGBELoader } from "three/examples/jsm/loaders/RGBELoader";

// 目标：加载hdr环境图


// 加载hdr环境图
const rgbeLoader = new RGBELoader();
rgbeLoader.loadAsync("textures/hdr/004.hdr").then((texture) => {
  texture.mapping = THREE.EquirectangularReflectionMapping; // 设置映射类型
  scene.background = texture; // 设置背景
  scene.environment = texture; // 设置环境贴图
});

// 1、创建场景
const scene = new THREE.Scene();
scene.background = new THREE.Color(0x003261); // 将背景色设置为蓝色

// 2、创建相机
const camera = new THREE.PerspectiveCamera(75, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 1000);

// 设置相机位置
camera.position.set(0, 0, 10);
scene.add(camera);

// 创建球体
const sphereGeometry = new THREE.SphereBufferGeometry(1, 20, 20); // 参数：半径、水平分段数、垂直分段数
const material = new THREE.MeshStandardMaterial({ // 创建材质
  metalness: 0.7, // 金属度
  roughness: 0.1, // 粗糙度
});
const sphere = new THREE.Mesh(sphereGeometry, material); // 根据几何体和材质创建球体
scene.add(sphere); // 添加到场景中
 
// 灯光
// 环境光
// 参数 1：光源颜色 2：光源强度
const light = new THREE.AmbientLight(0xffffff, 0.5); // soft white light
scene.add(light); // 将光源添加到场景中
//直线光源
const directionalLight = new THREE.DirectionalLight(0xffffff, 1); // 参数：光源颜色、光源强度
directionalLight.position.set(10, 10, 10); // 设置光源位置
scene.add(directionalLight); // 将光源添加到场景中

// 初始化渲染器
const renderer = new THREE.WebGLRenderer();
// 设置渲染的尺寸大小
renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
// console.log(renderer);
// 将webgl渲染的canvas内容添加到body
document.body.appendChild(renderer.domElement);

// 创建轨道控制器
const controls = new OrbitControls(camera, renderer.domElement);
// 设置控制器阻尼，让控制器更有真实效果,必须在动画循环里调用.update()。
controls.enableDamping = true;

function render() {
  controls.update();
  renderer.render(scene, camera);
  //   渲染下一帧的时候就会调用render函数
  requestAnimationFrame(render);
}

render();

// 监听画面变化，更新渲染画面
window.addEventListener("resize", () => {
  //   console.log("画面变化了");
  // 更新摄像头
  camera.aspect = window.innerWidth / window.innerHeight;
  //   更新摄像机的投影矩阵
  camera.updateProjectionMatrix();

  //   更新渲染器
  renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
  //   设置渲染器的像素比
  renderer.setPixelRatio(window.devicePixelRatio);
});

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