学习threejs，使用EffectComposer后期处理组合器（采用RenderPass、MaskPass、ClearMaskPass、ShaderPass渲染通道）
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文章目录
- 一、前言
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- 1.1 ☘️THREE.EffectComposer 后期处理
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- 1.1.1 ☘️代码示例
- 1.1.2 ☘️构造函数
- 1.1.3 ☘️属性
- 1.1.4 ☘️方法
- 1.2 ☘️THREE.RenderPass
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- 1.2.1 ☘️构造函数
- 1.2.2 ☘️属性
- 1.2.3 ☘️方法
- 1.3 ☘️THREE.MaskPass
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- 1.3.1 ☘️构造函数
- 1.3.2 ☘️属性
- 1.3.3 ☘️方法
- 1.4 ☘️THREE.ClearMaskPass
-
- 1.4.1 ☘️构造函数
- 1.4.2 ☘️属性
- 1.4.3 ☘️方法
- 1.5 ☘️THREE.ShaderPass
-
- 1.5.1 ☘️构造函数
- 1.5.2 ☘️属性
- 1.5.3 ☘️方法
- 二、使用EffectComposer后期处理组合器（采用RenderPass、MaskPass、ClearMaskPass、ShaderPass渲染通道）
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- 1. ☘️实现思路
- 2. ☘️代码样例
一、前言
本文详细介绍如何基于threejs在三维场景中使用EffectComposer后期处理组合器（采用RenderPass、MaskPass、ClearMaskPass、ShaderPass渲染通道），亲测可用。希望能帮助到您。一起学习，加油！加油！
1.1 ☘️THREE.EffectComposer 后期处理
THREE.EffectComposer 用于在three.js中实现后期处理效果。该类管理了产生最终视觉效果的后期处理过程链。 后期处理过程根据它们添加/插入的顺序来执行，最后一个过程会被自动渲染到屏幕上。
1.1.1 ☘️代码示例
import { EffectComposer } from 'three/examples/jsm/postprocessing/EffectComposer.js';
import { RenderPass } from 'three/examples/jsm/postprocessing/RenderPass.js';
// 初始化 composer
const composer = new EffectComposer(renderer);
// 创建 RenderPass 并添加到 composer
const renderPass = new RenderPass(scene, camera);
composer.addPass(renderPass);
// 添加其他后期处理通道（如模糊）
// composer.addPass(blurPass);
// 在动画循环中渲染
function animate() {
composer.render();
requestAnimationFrame(animate);
}
1.1.2 ☘️构造函数
EffectComposer( renderer : WebGLRenderer, renderTarget : WebGLRenderTarget )
renderer – 用于渲染场景的渲染器。
renderTarget – （可选）一个预先配置的渲染目标，内部由 EffectComposer 使用。
1.1.3 ☘️属性
.passes : Array
一个用于表示后期处理过程链（包含顺序）的数组。
渲染通道：
BloomPass 该通道会使得明亮区域参入较暗的区域。模拟相机照到过多亮光的情形
DotScreenPass 将一层黑点贴到代表原始图片的屏幕上
FilmPass 通过扫描线和失真模拟电视屏幕
MaskPass 在当前图片上贴一层掩膜，后续通道只会影响被贴的区域
RenderPass 该通道在指定的场景和相机的基础上渲染出一个新的场景
SavePass 执行该通道时，它会将当前渲染步骤的结果复制一份，方便后面使用。这个通道实际应用中作用不大；
ShaderPass 使用该通道你可以传入一个自定义的着色器，用来生成高级的、自定义的后期处理通道
TexturePass 该通道可以将效果组合器的当前状态保存为一个纹理，然后可以在其他EffectCoposer对象中将该纹理作为输入参数
.readBuffer : WebGLRenderTarget
内部读缓冲区的引用。过程一般从该缓冲区读取先前的渲染结果。
.renderer : WebGLRenderer
内部渲染器的引用。
.renderToScreen : Boolean
最终过程是否被渲染到屏幕（默认帧缓冲区）。
.writeBuffer : WebGLRenderTarget
内部写缓冲区的引用。过程常将它们的渲染结果写入该缓冲区。
1.1.4 ☘️方法
.addPass ( pass : Pass ) : undefined
pass – 将被添加到过程链的过程
将传入的过程添加到过程链。
.dispose () : undefined
释放此实例分配的 GPU 相关资源。每当您的应用程序不再使用此实例时调用此方法。
.insertPass ( pass : Pass, index : Integer ) : undefined
pass – 将被插入到过程链的过程。
index – 定义过程链中过程应插入的位置。
将传入的过程插入到过程链中所给定的索引处。
.isLastEnabledPass ( passIndex : Integer ) : Boolean
passIndex – 被用于检查的过程
如果给定索引的过程在过程链中是最后一个启用的过程，则返回true。 由EffectComposer所使用，来决定哪一个过程应当被渲染到屏幕上。
.removePass ( pass : Pass ) : undefined
pass – 要从传递链中删除的传递。
从传递链中删除给定的传递。
.render ( deltaTime : Float ) : undefined
deltaTime – 增量时间值。
执行所有启用的后期处理过程，来产生最终的帧，
.reset ( renderTarget : WebGLRenderTarget ) : undefined
renderTarget – （可选）一个预先配置的渲染目标，内部由 EffectComposer 使用。
重置所有EffectComposer的内部状态。
.setPixelRatio ( pixelRatio : Float ) : undefined
pixelRatio – 设备像素比
设置设备的像素比。该值通常被用于HiDPI设备，以阻止模糊的输出。 因此，该方法语义类似于WebGLRenderer.setPixelRatio()。
.setSize ( width : Integer, height : Integer ) : undefined
width – EffectComposer的宽度。
height – EffectComposer的高度。
考虑设备像素比，重新设置内部渲染缓冲和过程的大小为(width, height)。 因此，该方法语义类似于WebGLRenderer.setSize()。
.swapBuffers () : undefined
交换内部的读/写缓冲。
1.2 ☘️THREE.RenderPass
THREE.RenderPass用于将场景渲染到中间缓冲区，为后续的后期处理效果（如模糊、色调调整等）提供基础。
1.2.1 ☘️构造函数
RenderPass(scene, camera, overrideMaterial, clearColor, clearAlpha)
- scene THREE.Scene 要渲染的 Three.js 场景对象。
- camera THREE.Camera 场景对应的相机（如 PerspectiveCamera）。
- overrideMaterial THREE.Material (可选) 覆盖场景中所有物体的材质（默认 null）。
- clearColor THREE.Color (可选) 渲染前清除画布的颜色（默认不主动清除）。
- clearAlpha number (可选) 清除画布的透明度（默认 0）。
1.2.2 ☘️属性
.enabled：boolean
是否启用此通道（默认 true）。设为 false 可跳过渲染。
.clear：boolean
渲染前是否清除画布（默认 true）。若需叠加多个 RenderPass，可设为 false。
.needsSwap：boolean
是否需要在渲染后交换缓冲区（通常保持默认 false）。
1.2.3 ☘️方法
.setSize(width, height)
调整通道的渲染尺寸（通常由 EffectComposer 自动调用）。
width: 画布宽度（像素）。
height: 画布高度（像素）。
1.3 ☘️THREE.MaskPass
THREE.MaskPass是 Three.js 后期处理模块中用于创建遮罩效果的通道，允许将特定区域渲染到缓冲区，以便后续处理（如局部特效、混合叠加等）。
1.3.1 ☘️构造函数
new MaskPass(scene, camera)
- scene THREE.Scene 用于生成遮罩的专用场景（仅包含需作为遮罩的物体）。
- camera THREE.Camera 与遮罩场景匹配的相机（需与主场景相机同步参数）。
1.3.2 ☘️属性
.enabled：boolean
是否启用此通道（默认 true）。设为 false 可临时禁用效果。
.inverse：boolean
是否反转遮罩区域（默认 false）。
false: 遮罩区域为物体渲染部分。
true: 遮罩区域为物体外的部分。
1.3.3 ☘️方法
.setSize(width, height)
调整通道的渲染尺寸（通常由 EffectComposer 自动调用）。
width: 画布宽度（像素）。
height: 画布高度（像素）。
1.4 ☘️THREE.ClearMaskPass
THREE.ClearMaskPass是 Three.js 后期处理模块中用于清除遮罩状态的通道，与 MaskPass 配合使用，恢复后续通道的正常渲染逻辑。
1.4.1 ☘️构造函数
ClearMaskPass()
无参数。该通道的唯一作用是清除 MaskPass 设置的遮罩状态。
1.4.2 ☘️属性
.enabled：boolean
是否启用此通道（默认 true）。设为 false 可跳过渲染。
1.4.3 ☘️方法
.setSize(width, height)
调整通道的渲染尺寸（通常由 EffectComposer 自动调用）。
width: 画布宽度（像素）。
height: 画布高度（像素）。
1.5 ☘️THREE.ShaderPass
THREE.ShaderPass是 Three.js 后期处理模块的核心组件之一，允许开发者通过自定义着色器（Shader）实现任意特效，为后期处理链提供高度灵活性。
1.5.1 ☘️构造函数
ShaderPass(shader, textureID)
- shader Object 包含着色器代码和 uniforms 的配置对象。
- textureID string (可选) 输入纹理的 uniform 名称（默认 tDiffuse）。
1.5.2 ☘️属性
.enabled：boolean
是否启用此通道（默认 true）。设为 false 可临时禁用效果。
.uniforms：object
着色器 uniforms 的引用，支持动态修改参数：
shaderPass.uniforms.uStrength.value = 0.8; // 修改自定义参数
.renderToScreen：boolean
是否直接渲染到屏幕（默认 false）。若为最后通道，需设为 true。
1.5.3 ☘️方法
.setSize(width, height)
调整通道的渲染尺寸（通常由 EffectComposer 自动调用）。
width: 画布宽度（像素）。
height: 画布高度（像素）。
二、使用EffectComposer后期处理组合器（采用RenderPass、MaskPass、ClearMaskPass、ShaderPass渲染通道）
1. ☘️实现思路
- 1、初始化Scene三维场景sceneEarth、sceneMars、sceneBG。
- 2、初始化camera相机camera、cameraBG，设置cameraBG相机位置，定义camera相机位置 camera.position.set，设置camera相机方向camera.lookAt。
- 3、初始化renderer渲染器。
- 4、创建THREE.AmbientLight环境光源ambi、ambi2，场景sceneEarth添加ambi环境光源，场景sceneMars添加ambi2环境光源。创建DirectionalLight平行光源spotLight、spotLight2，设置spotLight、spotLight2位置和光强，场景sceneEarth添加spotLight平行光源，场景sceneMars添加spotLight2平行光源。
- 5、加载几何模型：
- 5.1 定义createMarshMesh方法（参数：geom 几何对象），用于生成火星网格对象。
- 5.2 定义createMarshMesh方法（参数：geom 几何对象），用于生成地球网格对象。
- 5.3 调用createEarthMesh方法创建地球网格对象sphere，设置sphere位置，sceneEarth场景添加sphere。
- 5.4 调用createMarshMesh方法创建火星网格对象sphere2，设置sphere2位置，sceneMars场景添加sphere2。
- 5.5 创建二维平面星空网格对象bgPlane，设置bgPlane的位置和大小，场景sceneBG添加bgPlane。
- 5.6 创建THREE.RenderPass渲染通道bgPass、renderPass、renderPass2，创建创建THREE.ShaderPass特效通道effectCopy、effectSepia、effectColorify，创建THREE.MaskPass渲染通道earthMask、marsMask，创建THREE.ClearMaskPass渲染通道clearMask，设置相关参数。
- 5.7 THREE.EffectComposer后期处理组合器composer，composer按顺序添加bgPass、renderPass、renderPass2、marsMask、effectColorify、clearMask、earthMask、effectSepia、clearMask、effectCopy。
- 5.8 定义render方法，实现sphere、sphere2的旋转动画，调用composer的渲染方法render。具体代码参考下面代码样例。
- 6、加入stats监控器，监控帧数信息。
2. ☘️代码样例
DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>学习threejs，使用EffectComposer后期处理组合器（采用RenderPass、MaskPass、ClearMaskPass、ShaderPass渲染通道）title>
<script type="text/javascript" src="../libs/three.js">script>
<script type="text/javascript" src="../libs/stats.js">script>
<script type="text/javascript" src="../libs/dat.gui.js">script>
<script type="text/javascript" src="../libs/OrbitControls.js">script>
<script type="text/javascript" src="../libs/postprocessing/ShaderPass.js">script>
<script type="text/javascript" src="../libs/shaders/CopyShader.js">script>
<script type="text/javascript" src="../libs/shaders/ColorifyShader.js">script>
<script type="text/javascript" src="../libs/postprocessing/BloomPass.js">script>
<script type="text/javascript" src="../libs/shaders/ConvolutionShader.js">script>
<script type="text/javascript" src="../libs/postprocessing/EffectComposer.js">script>
<script type="text/javascript" src="../libs/postprocessing/MaskPass.js">script>
<script type="text/javascript" src="../libs/postprocessing/FilmPass.js">script>
<script type="text/javascript" src="../libs/shaders/FilmShader.js">script>
<script type="text/javascript" src="../libs/shaders/SepiaShader.js">script>
<script type="text/javascript" src="../libs/postprocessing/RenderPass.js">script>
<script type="text/javascript" src="../libs/postprocessing/SavePass.js">script>
<script type="text/javascript" src="../libs/postprocessing/TexturePass.js">script>
<style>
body {
/* set margin to 0 and overflow to hidden, to go fullscreen */
margin: 0;
overflow: hidden;
}
style>
head>
<body>
<div id="Stats-output">
div>
<div id="WebGL-output">
div>
<script type="text/javascript">
// 初始化
function init() {
var stats = initStats();
// 创建三维场景sceneEarth(地球)、sceneMars（火星）、sceneMars（背景）
var sceneEarth = new THREE.Scene();
var sceneMars = new THREE.Scene();
var sceneBG = new THREE.Scene();
// 创建相机camera、cameraBG，camera用于地球和火星网格对象，cameraBG用于背景
var camera = new THREE.PerspectiveCamera(45, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 1000);
var cameraBG = new THREE.OrthographicCamera(-window.innerWidth, window.innerWidth, window.innerHeight, -window.innerHeight, -10000, 10000);
cameraBG.position.z = 50;
// 创建渲染器webGLRenderer，设置渲染器的背景色、大小和投影
var webGLRenderer = new THREE.WebGLRenderer();
webGLRenderer.setClearColor(new THREE.Color(0x000, 1.0));
webGLRenderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
webGLRenderer.shadowMapEnabled = true;
var sphere = createEarthMesh(new THREE.SphereGeometry(10, 40, 40));
sphere.position.x = -10;
var sphere2 = createMarshMesh(new THREE.SphereGeometry(5, 40, 40));
sphere2.position.x = 10;
sceneEarth.add(sphere);
sceneMars.add(sphere2);
// 设置相机camera的位置和方向
camera.position.x = -10;
camera.position.y = 15;
camera.position.z = 25;
camera.lookAt(new THREE.Vector3(0, 0, 0));
var orbitControls = new THREE.OrbitControls(camera);
orbitControls.autoRotate = false;
var clock = new THREE.Clock();
var ambi = new THREE.AmbientLight(0x181818);
var ambi2 = new THREE.AmbientLight(0x181818);
sceneEarth.add(ambi);
sceneMars.add(ambi2);
var spotLight = new THREE.DirectionalLight(0xffffff);
spotLight.position.set(550, 100, 550);
spotLight.intensity = 0.6;
var spotLight2 = new THREE.DirectionalLight(0xffffff);
spotLight.position.set(550, 100, 550);
spotLight.intensity = 0.6;
sceneEarth.add(spotLight);
sceneMars.add(spotLight2);
var materialColor = new THREE.MeshBasicMaterial({
map: THREE.ImageUtils.loadTexture("../assets/textures/starry-deep-outer-space-galaxy.jpg"),
depthTest: false
});
var bgPlane = new THREE.Mesh(new THREE.PlaneGeometry(1, 1), materialColor);
bgPlane.position.z = -100;
bgPlane.scale.set(window.innerWidth * 2, window.innerHeight * 2, 1);
sceneBG.add(bgPlane);
// webGLRenderer渲染器绑定html要素
document.getElementById("WebGL-output").appendChild(webGLRenderer.domElement);
var bgPass = new THREE.RenderPass(sceneBG, cameraBG);
var renderPass = new THREE.RenderPass(sceneEarth, camera);
renderPass.clear = false;
var renderPass2 = new THREE.RenderPass(sceneMars, camera);
renderPass2.clear = false;
var effectCopy = new THREE.ShaderPass(THREE.CopyShader);
effectCopy.renderToScreen = true;
var clearMask = new THREE.ClearMaskPass();
// earth mask
var earthMask = new THREE.MaskPass(sceneEarth, camera);
// earthMask.inverse = true;
// mars mask
var marsMask = new THREE.MaskPass(sceneMars, camera);
// marsMask.inverse = true;
var effectSepia = new THREE.ShaderPass(THREE.SepiaShader);
effectSepia.uniforms['amount'].value = 0.8;
var effectColorify = new THREE.ShaderPass(THREE.ColorifyShader);
effectColorify.uniforms['color'].value.setRGB(0.5, 0.5, 1);
var composer = new THREE.EffectComposer(webGLRenderer);
composer.renderTarget1.stencilBuffer = true;
composer.renderTarget2.stencilBuffer = true;
composer.addPass(bgPass);
composer.addPass(renderPass);
composer.addPass(renderPass2);
composer.addPass(marsMask);
composer.addPass(effectColorify);
composer.addPass(clearMask);
composer.addPass(earthMask);
composer.addPass(effectSepia);
composer.addPass(clearMask);
composer.addPass(effectCopy);
render();
function createMarshMesh(geom) {
var planetTexture = THREE.ImageUtils.loadTexture("../assets/textures/planets/Mars_2k-050104.png");
var normalTexture = THREE.ImageUtils.loadTexture("../assets/textures/planets/Mars-normalmap_2k.png");
var planetMaterial = new THREE.MeshPhongMaterial();
planetMaterial.normalMap = normalTexture;
planetMaterial.map = planetTexture;
// planetMaterial.shininess = 150;
// create a multimaterial
var mesh = THREE.SceneUtils.createMultiMaterialObject(geom, [planetMaterial]);
return mesh;
}
function createEarthMesh(geom) {
var planetTexture = THREE.ImageUtils.loadTexture("../assets/textures/planets/Earth.png");
var specularTexture = THREE.ImageUtils.loadTexture("../assets/textures/planets/EarthSpec.png");
var normalTexture = THREE.ImageUtils.loadTexture("../assets/textures/planets/EarthNormal.png");
var planetMaterial = new THREE.MeshPhongMaterial();
planetMaterial.specularMap = specularTexture;
planetMaterial.specular = new THREE.Color(0x4444aa);
planetMaterial.normalMap = normalTexture;
planetMaterial.map = planetTexture;
// planetMaterial.shininess = 150;
// create a multimaterial
var mesh = THREE.SceneUtils.createMultiMaterialObject(geom, [planetMaterial]);
return mesh;
}
function render() {
webGLRenderer.autoClear = false;
stats.update();
//sphere.rotation.y=step+=0.01;
var delta = clock.getDelta();
orbitControls.update(delta);
sphere.rotation.y += 0.002;
sphere2.rotation.y += 0.002;
// render using requestAnimationFrame
requestAnimationFrame(render);
// webGLRenderer.render(scene, camera);
composer.render(delta);
}
function initStats() {
var stats = new Stats();
stats.setMode(0);
stats.domElement.style.position = 'absolute';
stats.domElement.style.left = '0px';
stats.domElement.style.top = '0px';
document.getElementById("Stats-output").appendChild(stats.domElement);
return stats;
}
}
window.onload = init;
script>
body>
html>
效果如下