webgl实现发光线框(glow wireframe)效果要实现发光的效果

用户3158888

发布于 2020-08-10 10:31:03

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发布于 2020-08-10 10:31:03

文章被收录于专栏：计算机图形学前端可视化 WebGL计算机图形学前端可视化 WebGL

在之前这篇文章， WebGL 单通道wireframe渲染我们介绍了webgl如何实现单通道wireframe的效果。

本篇文章就是在此技术原理基础之上，来实现发光的wireframe效果。

要实现发光的效果

所谓的发光的效果，就是颜色的渐变。渐变越慢，发光的效果越明显，渐变越快，发光效果越不明显。

其实wireframe本身就是在两种颜色之间进行渐变,从代码也可以看出：

gl_FragColor.rgb = mix(vec3(.0,.0,.0), vec3(1.0,1.0,1.0),edgeFactor3());

其中edgeFactor3() 就是通过重心坐标的变换计算出来的一个渐变过度的参数。但是由于这种渐变的效果不够慢，所以发光的效果不是很明显，因此我们可以改进如下效果，把渐变的参数通过pow函数进行处理,代码如下：

 float interopter = edgeFactor3();
 interopter = pow(interopter, uPower);
gl_FragColor.rgb = mix(vec3(1.0,.0,.0), vec3(1.0,1.0,1.0),interopter);

其中uPower表示pow函数的次方，此处取值范围0~1，通过uniform变量传递该变量的数值,最终的效果如下：

上面是既有线框部分，也有面的部分。如果想实现只有线框的效果，可以启用透明的机制，并对颜色的透明度也进行渐变插值运算，透明设置代码如下：

    // 启用混合功能
      gl.enable(gl.DEPTH_TEST);
      gl.enable(gl.BLEND);
      gl.disable(gl.DEPTH_WRITEMASK);
      // 设置混合函数
      gl.blendFunc(gl.SRC_ALPHA, gl.ONE_MINUS_SRC_ALPHA);

shader代码增加以下的这行代码：

gl_FragColor.a = mix(1.0, .0,interopter);

效果如下图所示：

如果模型替换成球形，效果如下：

加载模型的效果如下：

如果修改shader中的edgeFactor3函数，把计算最小值，改为计算平均值，代码如下：

float edgeFactor3(){
        vec3 d = fwidth(vBarycentric);
        vec3 a3 = smoothstep(vec3(0.0), d * 30.0 , vBarycentric);
      //return min(min(a3.x, a3.y), a3.z);
       return (a3.x + a3.y + a3.z) / 3.0;
  }

得到最终的效果如下图所示（立方体）：

替换成模型，效果如下：

如果结合混合模式中的相加混合，加上多个模型的叠加，可以得到更明显的发光叠加的效果，此种效果经常用于智慧园区，智慧楼宇中楼宇的发光效果呈现。首先把混合模式改成相加混合，代码如下：

     // 设置混合函数
      // gl.blendFunc(gl.SRC_ALPHA, gl.ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
      gl.blendFunc(gl.SRC_ALPHA, gl.ONE); //相加混合模式

然后同时绘制多个模型，代码如下：

 for (var i = 0;i < 10;i ++){
            gl.uniform1f(normalProgram.uScale, 1 - i/10)
            gl.drawElements(gl.TRIANGLES, indices.length, gl.UNSIGNED_SHORT, 0);
           }

最终的效果如下所示：