Three.js - 光源使用详解2（聚光灯 SpotLight、平行光 DirectionLight）

2017-10-13 发布：hangge 阅读：11667

三、THREE.SpotLight（聚光灯光源）

1，基本介绍

THREE.SpotLight 是一种具有锥形效果的光源，该光源拥有产生光的方向和角度。我们可以将其与手电筒或者灯笼产生的光进行对比。
THREE.SpotLight 是最常使用的光源之一，特别是如果我们想要使用阴影的话。

2，属性介绍

angle：角度。即光源发射出的光束的宽度。单位是弧度，默认值：Math.PI/3
castShadow：投影。如果设置为 true，这个光源就会生成阴影。
color：光源颜色。
distance：光源照射的距离。默认值为 0，这意味着光线强度不会随着距离增加而减弱。
exponent：光强衰减指数。使用 THREE.SpotLight 光源，发射的光线的强度随着光源距离的增加而减弱。exponent 属性决定了光线强度递减的速度。使用低值，从光源发出的光线将到达远处的物体，而使用高值，光线仅能到达非常接近 THREE.SpotLight 光源的物体。
intensity：光源照射的强度。默认值：1
onlyShadow：仅阴影。如果此属性设置为 true，则该光源只生成阴影，而不会在场景中添加任何光照。
position：光源在场景中的位置
shadow.bias：用来偏置阴影的位置。当你使用非常薄的对象时，可以使用它来解决一些奇怪的效果。如果你看到奇怪的阴影效果，将该属性设置为很小的值（例如 0.01）通常可以解决问题。此属性的默认值为 0。
shadow.camera.far：投影远点。表示到距离光源的哪一个位置可以生成阴影。默认值：5000
shadow.camera.fov：投影视场。表示用于生成阴影的视场有多大。默认值：50
shadow.camera.near：投影近点。表示距离光源的哪一个位置开始生成阴影。默认值为 50
shadow.map.width 和 shadow.map.height：阴影映射宽度和阴影映射高度。决定了有多少像素用来生成阴影。当阴影具有锯齿状边缘或看起来不光滑时，可以增加这个值。在场景渲染之后无法更改。两者的默认值均为：512
target：目标。使用 THREE.SpotLight 光源时，它的指向很重要。使用 target 属性，你可以将 THREE.SpotLight 光源指向场景中的特定对象或位置。注意，此属性需要一个 THREE.Object3D 对象（如 THREE.Mesh)。
visible：是否可见。如果该属性设置为 true（默认值），该光源就会打开。如果设置 false，光源就会关闭。

3，基本用法

（1）创建聚光灯光源非常简单，只要指定颜色（并设置相关属性），然后添加到场景中即可。要特别注意如下几个属性：

castShadow：如果想要阴影，该属性要设置为 true。
target：该属性决定光源照射的位置。这里我们将其指向 plane 对象（地板）。

var spotLight = new THREE.SpotLight(0xffffff);
spotLight.position.set(30, 25, -2);
spotLight.castShadow = true;
spotLight.target = plane;
scene.add(spotLight);

（2）如果我们不想将 target 瞄准一个特定的对象，而是空间中的任意一点。可以通过创建一个 THREE.Object3D() 对象来实现。

//创建一个3d对象作为聚光灯的目标
var target = new THREE.Object3D();
target.position.set(30, 0, 0);
scene.add(target);

//创建聚光灯
var spotLight = new THREE.SpotLight(0xffffff);
spotLight.position.set(30, 25, -2);
spotLight.castShadow = true;
spotLight.target = target;
scene.add(spotLight);

4，阴影相关用法

（1）除了告诉光源要生成阴影外，还必须通过配置每个几何体的 castShadow 和 receiveShadow 属性来告诉几何体对象是否接收或投射阴影。

//平面接收阴影
plane.receiveShadow = true;
//方块和球体投射阴影
cube.castShadow = true;
sphere.castShadow = true;

（2）配合使用 THREE.CameraHelper，我们可以把用来决定阴影的光照区域显示出来，方便调试。

var helper = new THREE.CameraHelper(spotLight.shadow.camera );
scene.add(helper);

（3）如果想要阴影更加柔和，可以在 THREE.WebGLRenderer 对象上设置不同的 shadowMap.type 属性值：

THREE.PCFShadowMap：默认阴影
THREE.PCFSoftShadowMap：更加柔和的阴影

var renderer = new THREE.WebGLRenderer();
renderer.setClearColor(new THREE.Color(0xEEEEEE));
renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
renderer.shadowMap.enabled = true;
renderer.shadowMap.type = THREE.PCFSoftShadowMap;

四、THREE.DirectionLight（平行光）

1，基本介绍

THREE.DirectionLight 可以看作是距离很远的光，它发出的所有光线都是相互平行的。平行光的一个范例就是太阳光。
平行光不像上面的聚光灯（通过 distance 和 exponent 属性来微调）那样离目标越远越暗淡。被平行光照亮的整个区域接受到的光强是一样的。

2，属性介绍

position：光源在场景中的位置。
target：目标。使用 THREE.DirectionLight 光源时，它的指向很重要。使用 target 属性，你可以将 THREE.SpotLight 光源指向场景中的特定对象或位置。注意，此属性需要一个 THREE.Object3D 对象（如 THREE.Mesh)。
intensity：光源照射的强度。默认值：1
castShadow：投影。如果设置为 true，这个光源就会生成阴影
onlyShadow：仅阴影。如果此属性设置为 true，则该光源只生成阴影，而不会在场景中添加任何光照。
shadow.camera.near：投影近点。表示距离光源的哪一个位置开始生成阴影。
shadow.camera.far：投影远点。表示到距离光源的哪一个位置可以生成阴影。
shadow.camera.left：投影左边界。
shadow.camera.right：投影右边界。
shadow.camera.top：投影上边界。
shadow.camera.bottom：投影下边界。
shadow.map.width 和 shadow.map.height：阴影映射宽度和阴影映射高度。决定了有多少像素用来生成阴影。当阴影具有锯齿状边缘或看起来不光滑时，可以增加这个值。在场景渲染之后无法更改。两者的默认值均为：512

3，基本用法

（1）对于 THREE.DirectionLight 来说，由于所有的光线都是平行的，所以不会有光锥，而是一个立方体区域。下面代码我们配合 THREE.CameraHelper 对象，将用来决定阴影的光照区域显示出来，方便调试。

//创建平行光
var directionalLight = new THREE.DirectionalLight(0xffffff);
directionalLight.position.set(25, 17, -2);
directionalLight.castShadow = true;
directionalLight.target = plane
directionalLight.shadow.camera.near = 2;
directionalLight.shadow.camera.far = 40;
directionalLight.shadow.camera.left = -20;
directionalLight.shadow.camera.right = 20;
directionalLight.shadow.camera.top = 20;
directionalLight.shadow.camera.bottom = -20;
scene.add(directionalLight);

//显示光照区域
var helper = new THREE.CameraHelper(directionalLight.shadow.camera );
scene.add(helper);

（2）有时我们不想将 target 瞄准一个特定的对象，而是空间中的任意一点。可以通过创建一个 THREE.Object3D() 对象来实现。

//创建一个3d对象作为平行光的目标
var target = new THREE.Object3D();
target.position.set(8, 0, 5);
scene.add(target);

//创建平行光
var directionalLight = new THREE.DirectionalLight(0xffffff);
directionalLight.position.set(25, 17, -2);
directionalLight.castShadow = true;
directionalLight.target = target
directionalLight.shadow.camera.near = 2;
directionalLight.shadow.camera.far = 40;
directionalLight.shadow.camera.left = -20;
directionalLight.shadow.camera.right = 20;
directionalLight.shadow.camera.top = 20;
directionalLight.shadow.camera.bottom = -20;
scene.add(directionalLight);

3，shadowCascade 属性介绍

THREE.DirectionLight 还有一个特有的属性：shadowCascade。当我们需要使用 THREE.DirectionLight 在一个很大的区域设置阴影时，这个属性可以帮助创建更好的阴影效果。
该属性默认为 false。如果将这个属性设置为 true，Three.js 会使用一个替代方法来生成阴影。它将阴影的生成分裂为由 shadowCascadeCount 指定的值。这将导致靠近摄相机视点会产生更具细节的阴影，而远离摄像机视点阴影的细节更少。
要使用这个选项需要尝试设置一下属性：shadowCascadeCount、shadowCascadeBias、shadowCascadeWidth、shadowCascadeHeight、shadowCascadeNearZ 和 shadowCascadeFarZ 属性。