Three.js 后处理效果：给你的 3D 世界加一层 “魔法滤镜”

在 Three.js 的奇幻 3D 世界里，我们已经搭建起了美轮美奂的场景，有巍峨的高山、闪烁的星空，还有栩栩如生的模型。但你是否觉得，总好像还缺点什么？就像美食做好了，却少了画龙点睛的那一抹调料，照片拍好了，还想加上独特的滤镜。别担心，Three.js 的后处理效果（Post-Processing）就是我们需要的 "魔法滤镜"，它能让你的 3D 场景瞬间提升一个档次，变得更加炫酷夺目。接下来，就让我们一起走进后处理效果的神秘世界，看看它是如何施展魔法的！

一、后处理效果是什么？底层的 "秘密加工厂"

在计算机图形学的世界里，渲染管线就像是一条精密的生产线。从我们创建的 3D 模型、材质、灯光等原材料开始，经过一系列的加工，最终输出我们在屏幕上看到的精美画面。而后处理效果，就像是在这条生产线的末端，加了一个 "秘密加工厂"。

当场景中的所有物体都已经完成渲染，即将呈现在我们眼前时，后处理效果就开始发挥作用了。它会对整个渲染结果进行二次加工，通过各种算法和操作，为画面添加各种神奇的效果，比如模糊、锐化、色彩调整、模拟景深等等。就好比我们给照片加上滤镜，只不过这里是实时地在 3D 场景上进行操作。

从底层原理来说，后处理效果利用了 GPU（图形处理器）强大的并行计算能力。它将渲染结果作为输入，通过一系列的片段着色器（Fragment Shader）程序对每个像素进行处理，改变像素的颜色、透明度等属性，从而实现各种炫酷的视觉效果。这就像是 GPU 这位勤劳的小工人，拿着画笔，一个像素一个像素地为画面添砖加瓦。

二、准备工作：搭建后处理的舞台

在使用后处理效果之前，我们需要先搭建好舞台。首先，要引入必要的库文件。除了 Three.js 的核心库之外，我们还需要引入后处理相关的库文件。在 HTML 文件中，通过

xml 复制代码

<script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/three.js/r151/three.min.js"></script>
<script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/three.js/r151/postprocessing/EffectComposer.js"></script>
<script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/three.js/r151/postprocessing/RenderPass.js"></script>
<script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/three.js/r151/postprocessing/ShaderPass.js"></script>
<script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/three.js/r151/postprocessing/OutlinePass.js"></script>
<script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/three.js/r151/postprocessing/GlitchPass.js"></script>

这里引入了EffectComposer（效果合成器），它就像是我们的 "导演"，负责协调和管理整个后处理流程；RenderPass（渲染通道）用于将场景渲染到一个缓冲区中；ShaderPass（着色器通道）可以让我们使用自定义的着色器来实现各种后处理效果；还有一些现成的效果通道，比如OutlinePass（描边效果）、GlitchPass（故障艺术效果）等。

在 JavaScript 代码中，我们先创建好基本的 Three.js 场景、相机和渲染器：

javascript 复制代码

// 创建场景
const scene = new THREE.Scene();
// 创建相机
const camera = new THREE.PerspectiveCamera(75, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 1000);
camera.position.z = 5;
// 创建渲染器
const renderer = new THREE.WebGLRenderer();
renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
document.body.appendChild(renderer.domElement);
// 这里可以添加一些模型、灯光等场景元素

然后，我们就可以创建效果合成器EffectComposer了：

ini 复制代码

const composer = new THREE.EffectComposer(renderer);

三、常用后处理效果实战：让魔法生效

1. 模糊效果：给画面蒙上一层神秘面纱

模糊效果是最常用的后处理效果之一，它能让画面变得柔和、朦胧，就像是给画面蒙上了一层神秘的面纱。在 Three.js 中，我们可以使用BokehPass来实现类似景深模糊的效果。

首先，引入BokehPass：

xml 复制代码

<script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/three.js/r151/postprocessing/BokehPass.js"></script>

然后在代码中添加模糊效果：

php 复制代码

// 创建BokehPass
const bokehPass = new THREE.BokehPass(scene, camera, {
    focus: 1,
    maxblur: 3,
    samples: 16
});
// 将BokehPass添加到效果合成器中
composer.addPass(bokehPass);

这里的focus参数控制聚焦的程度，maxblur参数控制最大模糊程度，samples参数控制采样数量。数值越大，效果越细腻，但也会增加计算量。

2. 描边效果：让物体脱颖而出

描边效果可以让场景中的物体边缘更加突出，就像是给物体画上了一圈醒目的边框，使其在画面中脱颖而出。我们使用OutlinePass来实现这个效果：

xml 复制代码

<script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/three.js/r151/postprocessing/OutlinePass.js"></script>

dart 复制代码

// 创建OutlinePass
const outlinePass = new THREE.OutlinePass(new THREE.Vector2(window.innerWidth, window.innerHeight), scene, camera);
// 设置描边的颜色和宽度
outlinePass.edgeColor.set(0xffffff);
outlinePass.edgeStrength = 3;
// 将OutlinePass添加到效果合成器中
composer.addPass(outlinePass);

通过调整edgeColor和edgeStrength参数，我们可以改变描边的颜色和宽度，让物体更加醒目。

3. 故障艺术效果：复古又酷炫的视觉冲击

故障艺术效果能让画面产生一种复古的、电子故障的感觉，充满了独特的艺术气息，瞬间提升画面的酷炫程度。使用GlitchPass来实现：

xml 复制代码

<script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/three.js/r151/postprocessing/GlitchPass.js"></script>

arduino 复制代码

// 创建GlitchPass
const glitchPass = new THREE.GlitchPass();
// 将GlitchPass添加到效果合成器中
composer.addPass(glitchPass);

GlitchPass有一些默认的参数可以调整，比如renderSize（渲染尺寸）、bounds（故障范围）等，通过调整这些参数，我们可以得到不同风格的故障艺术效果。

四、自定义后处理效果：释放你的创意魔法

除了使用 Three.js 提供的现成后处理效果，我们还可以发挥自己的创意，编写自定义的后处理效果。这就需要我们深入到片段着色器的世界，用 GLSL（OpenGL Shading Language）语言来编写代码。

首先，我们创建一个自定义的片段着色器代码：

ini 复制代码

uniform sampler2D tDiffuse;
uniform float time;
varying vec2 vUv;
void main() {
    vec4 texel = texture2D(tDiffuse, vUv);
    // 这里可以添加各种自定义的像素处理逻辑
    // 比如简单地改变颜色
    texel.rgb = vec3(texel.r * sin(time), texel.g * cos(time), texel.b * tan(time));
    gl_FragColor = texel;
}

在这段代码中，tDiffuse是输入的纹理，也就是渲染结果；time是一个随时间变化的参数；vUv是纹理坐标。我们在main函数中对每个像素进行处理，这里只是简单地根据时间对颜色进行了一些变换，你可以发挥创意，添加更复杂的效果。

然后，在 JavaScript 代码中，我们使用ShaderPass来应用这个自定义着色器：

ini 复制代码

const customShader = {
    uniforms: {
        "tDiffuse": { value: null },
        "time": { value: 0 }
    },
    vertexShader: `
        varying vec2 vUv;
        void main() {
            vUv = uv;
            gl_Position = projectionMatrix * modelViewMatrix * vec4( position, 1.0 );
        }
    `,
    fragmentShader: `
        uniform sampler2D tDiffuse;
        uniform float time;
        varying vec2 vUv;
        void main() {
            vec4 texel = texture2D(tDiffuse, vUv);
            texel.rgb = vec3(texel.r * sin(time), texel.g * cos(time), texel.b * tan(time));
            gl_FragColor = texel;
        }
    `
};
const customPass = new THREE.ShaderPass(customShader);
composer.addPass(customPass);

最后，在动画循环中更新time参数，让效果动起来：

scss 复制代码

function animate() {
    requestAnimationFrame(animate);
    customPass.uniforms.time.value += 0.01;
    composer.render();
}
animate();

这样，我们就实现了一个自定义的后处理效果，你可以根据自己的想法，编写各种神奇的效果，释放你的创意魔法！

五、性能优化：让魔法流畅施展

虽然后处理效果能让我们的 3D 场景变得非常炫酷，但它也会对性能产生一定的影响。因为后处理需要对整个渲染结果进行额外的计算，特别是当我们使用复杂的效果或者多个后处理效果叠加时，可能会导致画面卡顿。

为了让魔法能够流畅施展，我们可以采取一些性能优化措施。比如，减少不必要的后处理效果，只在需要的时候启用；调整后处理效果的参数，降低计算量，像减少采样数量、降低模糊程度等；还可以使用更低分辨率的缓冲区进行后处理，虽然会损失一些画面质量，但能显著提升性能。

Three.js 的后处理效果就像是一个充满无限可能的魔法宝库，它为我们的 3D 世界增添了无数绚丽的色彩。通过学习和掌握后处理效果的原理和使用方法，我们不仅能够让自己的作品更加出色，还能深入理解计算机图形学的底层原理。希望你在 Three.js 的魔法世界里，尽情发挥创意，创造出独一无二的精彩 3D 场景！

上述文章涵盖了 Three.js 后处理效果的多方面知识。若你觉得某些部分需要更详细展开，或想尝试其他特定效果，欢迎随时告诉我。