THREE.JS 中灯光与阴影的关系与设置

前言

在3D场景中，阴影扮演着至关重要的角色。如果没有阴影，整个场景看起来会非常不真实。因此，阴影是营造出真实感和深度感的关键因素之一。

在本文中，我们就来看看，在THREE.JS 中如何实现阴影效果。

阴影实现步骤

目标：灯光阴影

材质要满足能够对光照有反应 （不受光照影响的材质：MeshBasicMaterial）
设置渲染器开启阴影的计算 renderer.shadowMap.enabled = true
设置光照投射阴影 directionalLight.castShadow = true
设置物体投射阴影 sphere.castShadow = true
设置物体接收阴影 plane.receiveShadow = true

下面，我们通过一个小demo来看看效果：

1. 创建场景和相机

dart 复制代码

// 1、创建场景
const scene = new THREE.Scene();

// 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);

2. 开启渲染器阴影投射 --renderer.shadowMap.enabled = true;

ini 复制代码

// 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);
// 开启场景中的阴影贴图
renderer.shadowMap.enabled = true;

3. 设置光照投射阴影 --directionalLight.castShadow = true;

ini 复制代码

//直线光源
const directionalLight = new THREE.DirectionalLight(0xffffff, 0.5);
directionalLight.position.set(10, 10, 10);
directionalLight.castShadow = true;
scene.add(directionalLight);

4. 创建一个小球并设置投射阴影 --sphere.castShadow = true;

ini 复制代码

const sphereGeometry = new THREE.SphereBufferGeometry(1, 20, 20);
const material = new THREE.MeshStandardMaterial();
const sphere = new THREE.Mesh(sphereGeometry, material);
// 投射阴影
sphere.castShadow = true;
scene.add(sphere);

5. 创建一个平面并设置接收阴影 --plane.receiveShadow = true;

ini 复制代码

// // 创建平面
const planeGeometry = new THREE.PlaneBufferGeometry(10, 10);
const plane = new THREE.Mesh(planeGeometry, material);
plane.position.set(0, -1, 0);
plane.rotation.x = -Math.PI / 2;
// 接收阴影
plane.receiveShadow = true;
scene.add(plane);

效果：

完整代码：

ini 复制代码

import * as THREE from "three";
// 导入轨道控制器
import { OrbitControls } from "three/examples/jsm/controls/OrbitControls";
// 导入动画库
import gsap from "gsap";
// 导入dat.gui
import * as dat from "dat.gui";
import { RGBELoader } from "three/examples/jsm/loaders/RGBELoader";
// 目标：
// 灯光阴影
// 1、材质要满足能够对光照有反应
// 2、设置渲染器开启阴影的计算 renderer.shadowMap.enabled = true;
// 3、设置光照投射阴影 directionalLight.castShadow = true;
// 4、设置物体投射阴影 sphere.castShadow = true;
// 5、设置物体接收阴影 plane.receiveShadow = true;

// 1、创建场景
const scene = new THREE.Scene();

// 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);

const sphereGeometry = new THREE.SphereBufferGeometry(1, 20, 20);
const material = new THREE.MeshStandardMaterial();
const sphere = new THREE.Mesh(sphereGeometry, material);
// 投射阴影
sphere.castShadow = true;
scene.add(sphere);

// // 创建平面
const planeGeometry = new THREE.PlaneBufferGeometry(10, 10);
const plane = new THREE.Mesh(planeGeometry, material);
plane.position.set(0, -1, 0);
plane.rotation.x = -Math.PI / 2;
// 接收阴影
plane.receiveShadow = true;
scene.add(plane);

// 灯光
// 环境光
const light = new THREE.AmbientLight(0xffffff, 0.5); // soft white light
scene.add(light);
//直线光源
const directionalLight = new THREE.DirectionalLight(0xffffff, 0.5);
directionalLight.position.set(10, 10, 10);
directionalLight.castShadow = true;
scene.add(directionalLight);

// 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);
// 开启场景中的阴影贴图
renderer.shadowMap.enabled = true;

// console.log(renderer);
// 将webgl渲染的canvas内容添加到body
document.body.appendChild(renderer.domElement);

// // 使用渲染器，通过相机将场景渲染进来
// renderer.render(scene, camera);

// 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;

// 添加坐标轴辅助器
const axesHelper = new THREE.AxesHelper(5);
scene.add(axesHelper);
// 设置时钟
const clock = new THREE.Clock();

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);
});

总结

开启阴影只要记住关键的几步即可。如有错误之处，欢迎大家留言指出，谢谢大家了。