【Threejs】轮廓线、边框线、选中效果实现的N种方法以及性能评估

2021-11-29

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【Threejs】轮廓线、边框线、选中效果实现的N种方法以及性能评估

对于模型较小，面数较少，机器性能很好的情况下，用哪种方法都可以。

但是对于压缩后glb还有100m、200m，几百万面，机器配置又一般的情况下，对于效果和性能，就需要作出选择了。

备注：① example里https://jsfiddle.net开头的链接，需要VPN，能访问国外网络，才能打开；

②所有的性能评估，我是以机器配置：CPU i5-4460 3.20GHz 、内存 8.00 GB、显卡 NVIDIA GeForce GTX 745 (4096MB) 上运行压缩后100M 面数150w面左右的glb，在chrome上运行测试的。

OutlinePass

example https://threejs.org/examples/?q=outline#webgl_postprocessing_outline

优点：效果非常赞，可设置边线大小，光晕，边缘浓度，呼吸闪烁等等效果

缺点：性能消耗double

主要代码片段

// 引入
import {EffectComposer} from 'three/examples/jsm/postprocessing/EffectComposer.js';
import {RenderPass} from 'three/examples/jsm/postprocessing/RenderPass.js';
import {ShaderPass} from 'three/examples/jsm/postprocessing/ShaderPass.js';
import {OutlinePass} from 'three/examples/jsm/postprocessing/OutlinePass.js';
import {FXAAShader} from 'three/examples/jsm/shaders/FXAAShader.js';

//初始化
// postprocessing
const size = renderer.getSize(new THREE.Vector2());
const _pixelRatio = renderer.getPixelRatio();
const _width = size.width;
const _height = size.height;
const renderTarget = new THREE.WebGLRenderTarget(
    _width * _pixelRatio,
    _height * _pixelRatio,
    {
        minFilter: THREE.LinearFilter,
        magFilter: THREE.LinearFilter,
        format: THREE.RGBAFormat,
        encoding: THREE.sRGBEncoding
    }
);
renderTarget.texture.name = "EffectComposer.rt1";
composer = new EffectComposer(renderer, renderTarget);
// composer = new EffectComposer(renderer);

const renderPass = new RenderPass(scene, camera);
composer.addPass(renderPass);

outlinePass = new OutlinePass(new THREE.Vector2(window.innerWidth, window.innerHeight), scene, camera);
composer.addPass(outlinePass);

// const textureLoader = new THREE.TextureLoader();
// textureLoader.load('assets/tri_pattern.jpg', function (texture) {
//
//     outlinePass.patternTexture = texture;
//     texture.wrapS = THREE.RepeatWrapping;
//     texture.wrapT = THREE.RepeatWrapping;
//
// });

effectFXAA = new ShaderPass(FXAAShader);
effectFXAA.uniforms['resolution'].value.set(1 / window.innerWidth, 1 / window.innerHeight);
composer.addPass(effectFXAA);

outlinePass.visibleEdgeColor.set(outlineColor[0]); // 边缘可见部分发颜色 sColor[0].color
outlinePass.hiddenEdgeColor.set(outlineColor[1]); // 边缘遮挡部分发光颜色 sColor[1].color
outlinePass.edgeStrength = Number(10.0); //边框的亮度
outlinePass.edgeGlow = Number(1); //光晕[0,1]
outlinePass.edgeThickness = Number(1.0); //边缘浓度
outlinePass.pulsePeriod = Number(1.8); //呼吸闪烁的速度 闪烁频率 ，默认0 ，值越大频率越低
outlinePass.usePatternTexture = false; //是否使用父级的材质
outlinePass.downSampleRatio = 2; // 边框弯曲度
outlinePass.clear = true;

// animate render里
renderer.render(scene, camera);
composer.render();

EdgesGeometry

example https://jsfiddle.net/tgcf1u84/3/

https://threejs.org/examples/?q=help#webgl_helpers

优点：效果还行；性能比OutlinePass，要好一点，但是差距不是很大，大概5-10fps的样子；代码实现简单；

缺点：性能消耗较大，效果一般，线框的宽度不能大于1（官方是这样解释的：由于OpenGL Core Profile与大多数平台上WebGL渲染器的限制，无论如何设置该值，线宽始终为1。）

主要代码片段

//添加
var edgeMaterial = new THREE.LineBasicMaterial( { color: 0xff0000, linewidth: 5,} );
object.traverse( function( child ) {
		if ( child.isMesh ) {
			var edges = new THREE.EdgesGeometry( child.geometry, 45 );
			var line = new THREE.LineSegments( edges, edgeMaterial );
			child.add( line );
		}
} );

EdgesGeometry + LineSegments2

example https://jsfiddle.net/5qv4Lmog/1/

https://jsfiddle.net/2sx3fuLo/17/

优点：效果还行；线框宽度可大于1；性能比EdgesGeometry，要差一点，但是差距不是很大；

缺点：性能消耗较大，效果一般，不能在traverse时，直接add，否则会导致无尽的递归行为；

主要代码片段

//添加
edgeMaterial = new LineMaterial( { color: 0xff0000, linewidth: 5 } );
const meshes = [];
object.traverse( function( child ) {
    if ( child.isMesh ) meshes.push( child );
} );

for ( let mesh of meshes ) {
	var edges = new THREE.EdgesGeometry( mesh.geometry, 45 );
	var wideEdges = new LineSegmentsGeometry().fromEdgesGeometry( edges );
  	var line = new LineSegments2( wideEdges, edgeMaterial );
    mesh.add( line );
}

OutlineEffect

example https://threejs.org/examples/?q=toon#webgl_materials_variations_toon （官方案例，单个scene）

https://jsfiddle.net/cwayd9v5/6/（多个scene，模拟实现特定对象出现边框线的效果）

优点：效果还行；性能也OK，代码实现很简单；

缺点：对于结构复杂的模型，不能实现特定对象出现边框线的功能效果（https://stackoverflow.com/questions/59997603/outline-effect-to-target-object/59998722#59998722 这个帖子上思路，能实现我提供的第二个效果，但是对于结构复杂模型，业务功能稍微复杂一些的，就不适用了）；

主要代码片段

//引入
import { OutlineEffect } from './jsm/effects/OutlineEffect.js';

//初始化
let effect;
//renderer是webgl renderer
effect = new THREE.OutlineEffect(renderer,{
        defaultThickness: 0.015, //线条粗细
        defaultColor: [0.2,0.2,1], //线条颜色
        efaultAlpha: 0.9,
        // defaultKeepAlive: true // keeps outline material in cache even if material is removed from scene
});

//animate render里
effect.render( scene, camera ); //替换 renderer.render( scene, camera );