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Three.js 体素光效渲染 | 三维可视化 / AI 提示词
📋 AI 提示词
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使用 Three.js 实现【体素光效渲染】,具体要求:
【核心特效】
- 体积光渲染效果
- 多条光线叠加
- 动态流动动画
【场景与光照】
- 深色背景
- 球体反射效果
- 程序化颜色生成
【交互与控制】
- OrbitControls 视角控制
- 自动播放动画
【技术要求】
- Three.js 版本
- 自定义 ShaderMaterial
- 体积光步进算法
🖼️ 效果预览
🎮 案例演示
📖 效果拆解
| 层次 | 视觉效果 | 技术实现 |
|---|---|---|
| 基础 | 平面几何体 | PlaneGeometry |
| 核心特效 | 体积光渲染 | 光线步进 + 累积采样 |
| 增强细节 | 球体反射 | 反射光线计算 |
| 动画效果 | 流动噪声 | 多层噪声叠加 |
🔧 核心技术点
1. 流动噪声函数
创建动态流动效果:
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float flow(in vec3 p, in float t) {
float z = 2.0;
float rz = 0.0;
vec3 bp = p;
for (float i = 1.0; i < 5.0; i++) {
p += time * 0.1;
rz += (sin(noise(p + t * 0.8) * 6.0) * 0.5 + 0.5) / z;
p = mix(bp, p, 0.6);
z *= 2.0;
p *= 2.01;
p *= m3;
}
return rz;
}
2. 体积光步进
实现体积光累积渲染:
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vec3 vmarch(in vec3 ro, in vec3 rd, in float j, in vec3 orig) {
vec3 p = ro;
vec2 r = vec2(0.0);
vec3 sum = vec3(0.0);
float w = 0.0;
for(int i = 0; i < VOLUMETRIC_STEPS; i++) {
r = map(p, j);
p += rd * 0.03;
float lp = length(p);
// 程序化颜色生成
vec3 col = sin(vec3(1.05, 2.5, 1.52) * 3.94 + r.y) * 0.85 + 0.4;
col.rgb *= smoothstep(0.0, 0.015, -r.x);
col *= smoothstep(0.04, 0.2, abs(lp - 1.1));
col *= smoothstep(0.1, 0.34, lp);
// 累积颜色
sum += abs(col) * 5.0 * (1.2 - noise(lp * 2.0 + j * 13.0 + time * 5.0) * 1.1)
/ (log(distance(p, orig) - 2.0) + 0.75);
}
return sum;
}
3. 球体求交与反射
计算球体反射效果:
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vec2 iSphere2(in vec3 ro, in vec3 rd) {
vec3 oc = ro;
float b = dot(oc, rd);
float c = dot(oc, oc) - 1.0;
float h = b * b - c;
if(h < 0.0) return vec2(-1.0);
else return vec2((-b - sqrt(h)), (-b + sqrt(h)));
}
💡 调试与优化
| 问题类型 | 表现形式 | 解决方案 |
|---|---|---|
| 渲染异常 | 体积光不显示 | 检查光线步进参数 |
| 性能问题 | 帧率低 | 减少步进次数 |
| 颜色异常 | 颜色过亮或过暗 | 调整颜色系数 |
| 反射异常 | 球体不反射 | 检查反射计算 |
🚀 扩展思路
| 变体效果 | 核心改动 | 难度 |
|---|---|---|
| 环境遮挡 | 添加 AO 计算 | ⭐⭐⭐ |
| 多重散射 | 增加散射次数 | ⭐⭐⭐ |
| 动态光源 | 添加移动光源 | ⭐⭐ |
| 后处理 | 添加 bloom 效果 | ⭐⭐⭐ |
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