本文将指导您如何在three.js中高效地为3d对象添加逼真的辉光效果。传统的使用大量光源的方法会导致性能瓶颈，而通过引入后处理技术，特别是effectcomposer和unrealbloompass，我们能够以更优化的方式实现明亮、可定制的辉光，显著提升渲染性能和视觉质量，同时保持流畅的交互体验。
引言：辉光效果的挑战与传统方法的局限
在Three.js等3D渲染引擎中，为场景中的特定对象创建“发光”或“辉光”效果，能够极大地增强视觉冲击力和沉浸感。然而，实现这种效果并非总是直观且高效。一种常见的误区是尝试通过在对象周围放置大量点光源来模拟辉光。尽管这种方法在某些情况下能产生一定程度的光照效果，但它存在严重的性能问题：每个光源都需要进行复杂的计算，当光源数量达到数十甚至数百个时，渲染帧率会急剧下降，导致动画卡顿，用户体验不佳。
例如，在尝试为一个球体创建辉光时，如果在其周围添加27个甚至更多的PointLight，虽然可能在静态帧上看起来不错，但一旦需要对物体进行旋转或动画，渲染性能将迅速恶化，帧率可能降至1FPS以下，使得交互变得不可能。这种方法不仅性能低下，而且实际上并未产生真正的“辉光”视觉效果，而只是增加了局部亮度。
解决方案：Three.js后处理与UnrealBloomPass
为了高效且逼真地实现辉光效果，Three.js推荐使用后处理（Post-processing）技术，特别是EffectComposer结合UnrealBloomPass。后处理是一种在场景渲染到屏幕之前，对整个渲染结果进行图像处理的技术。UnrealBloomPass是Three.js提供的一种专门用于创建电影级辉光（Bloom）效果的通道，它通过识别场景中亮度超过特定阈值的区域，并对其进行模糊和叠加，从而模拟出物体发光的感觉。
这种方法的核心优势在于：
性能优化：后处理操作是在整个场景渲染完成后，作为2D图像处理进行的，其计算复杂度与场景中的光源数量无关，而是与屏幕分辨率和后处理效果的参数相关。相比于大量光源，性能开销显著降低。视觉质量：UnrealBloomPass能够产生更真实、更具电影感的辉光效果，其参数可调，能够模拟出从柔和到强烈、从细微到夸张的各种发光效果。易于控制：通过调整UnrealBloomPass的参数，可以精确控制辉光的强度、半径和触发阈值。
核心组件详解
要实现辉光效果，我们需要集成以下Three.js后处理组件：
1. EffectComposer：后处理管理器
EffectComposer是Three.js后处理流程的核心。它负责管理一系列的渲染通道（Pass），并将它们串联起来，形成一个完整的后处理链。它接收一个WebGLRenderer实例，并使用内部的渲染目标（Render Target）来存储中间渲染结果，以便在不同通道之间传递。
2. RenderPass：场景渲染通道
RenderPass是后处理链中的第一个通道。它的作用是将Three.js场景（Scene）渲染到EffectComposer的内部渲染目标中。这是所有后续后处理效果的基础，因为它提供了原始的场景图像数据。
3. UnrealBloomPass：辉光效果通道
UnrealBloomPass是实现辉光效果的关键。它会分析由前一个通道（通常是RenderPass）提供的场景图像，识别出亮度高于某个阈值的像素，然后对这些高亮区域进行模糊处理，并将其叠加回原始图像，从而产生辉光效果。
其主要参数包括：
strength (强度)：辉光的整体亮度。radius (半径)：辉光扩散的范围。threshold (阈值)：只有亮度高于此值的像素才会参与辉光计算。resolution (分辨率)：内部渲染目标的尺寸，影响辉光的细节和性能。
4. OutputPass：最终输出通道
OutputPass是后处理链中的最后一个通道。它的主要职责是处理最终的图像，包括应用色调映射（Tone Mapping）和颜色空间转换（Color Space Conversion），确保图像在显示器上正确且美观地呈现。在较新版本的Three.js中，OutputPass对于确保最终渲染结果的正确性和一致性非常重要。
实现步骤与示例代码
下面将演示如何使用EffectComposer和UnrealBloomPass为一个发光的二十面体（Icosahedron）创建辉光效果。我们将基于原始问题中的代码结构进行优化和改造。
1. 环境准备
首先，确保你的项目中已经安装了Three.js，并且可以导入相关的后处理模块。
import * as THREE from 'three';import { EffectComposer } from 'three/examples/jsm/postprocessing/EffectComposer.js';import { RenderPass } from 'three/examples/jsm/postprocessing/RenderPass.js';import { UnrealBloomPass } from 'three/examples/jsm/postprocessing/UnrealBloomPass.js';import { OutputPass } from 'three/examples/jsm/postprocessing/OutputPass.js';// 基本场景设置const container = document.body;const scene = new THREE.Scene();const camera = new THREE.PerspectiveCamera(35, container.clientWidth / container.clientHeight, 0.1, 10000);camera.position.set(0, 0, 100);const renderer = new THREE.WebGLRenderer({ antialias: true });renderer.setSize(container.clientWidth, container.clientHeight);renderer.setPixelRatio(window.devicePixelRatio);renderer.toneMapping = THREE.ACESFilmicToneMapping; // 推荐的色调映射renderer.toneMappingExposure = 1.2; // 调整曝光度container.append(renderer.domElement);// 添加环境光，确保场景有基础照明const ambientLight = new THREE.AmbientLight(0xffffff, 0.1);scene.add(ambientLight);// 性能计时器const tp = performance.now();
2. 创建辉光对象
为了让对象能够产生辉光，我们需要为其材质设置emissive（自发光）颜色和emissiveIntensity（自发光强度）。UnrealBloomPass会根据这些自发光属性来判断哪些区域应该产生辉光。
// 创建一个发光的二十面体const icosahedronGeometry = new THREE.IcosahedronGeometry(10, 0);const glowingMaterial = new THREE.MeshStandardMaterial({ color: new THREE.Color("red"), // 基础颜色 emissive: new THREE.Color("red"), // 自发光颜色，这部分会产生辉光 emissiveIntensity: 5, // 自发光强度，值越大辉光越亮 opacity: 0.8, // 可以保持一定的透明度 transparent: true, roughness: 0.2, metalness: 0.8});const glowingIcosahedron = new THREE.Mesh(icosahedronGeometry, glowingMaterial);glowingIcosahedron.position.set(0, 0, 0);scene.add(glowingIcosahedron);// 可以添加一个地面或背景，以便更好地观察辉光效果const planeGeometry = new THREE.PlaneGeometry(200, 200);const planeMaterial = new THREE.MeshStandardMaterial({ color: 0x222222 });const plane = new THREE.Mesh(planeGeometry, planeMaterial);plane.rotation.x = -Math.PI / 2;plane.position.y = -20;scene.add(plane);
3. 配置 EffectComposer
现在，我们将设置后处理管道。
// 初始化EffectComposerconst composer = new EffectComposer(renderer);composer.setPixelRatio(window.devicePixelRatio); // 确保与renderer的像素比一致// 1. 添加RenderPass：将场景渲染到Composer的内部缓冲区const renderPass = new RenderPass(scene, camera);composer.addPass(renderPass);// 2. 添加UnrealBloomPass：实现辉光效果const bloomPass = new UnrealBloomPass( new THREE.Vector2(container.clientWidth, container.clientHeight), // 辉光渲染尺寸 1.5, // strength (辉光强度) 0.5, // radius (辉光半径) 0.0 // threshold (辉光阈值，0表示所有像素都参与，1表示只有最亮的像素参与));// 调整threshold以控制哪些亮度级别的像素会发光// 例如，如果threshold为0.5，只有亮度大于0.5的像素才会有辉光// 对于自发光物体，通常可以设置较低的threshold来确保其发光bloomPass.threshold = 0.5; // 根据实际效果调整bloomPass.strength = 3.0; // 调整强度bloomPass.radius = 0.8; // 调整半径composer.addPass(bloomPass);// 3. 添加OutputPass：处理最终输出，包括色调映射和颜色空间转换const outputPass = new OutputPass();composer.addPass(outputPass);
4. 集成到渲染循环
最后，在动画循环中，用composer.render()替代renderer.render()。
requestAnimationFrame(function animate() { requestAnimationFrame(animate); // 旋转二十面体 glowingIcosahedron.rotation.y = (performance.now() - tp) * 0.0001; glowingIcosahedron.rotation.x = (performance.now() - tp) * 0.00005; // 使用composer进行渲染 composer.render();});// 窗口大小调整事件addEventListener("resize", () => { camera.aspect = window.innerWidth / window.innerHeight; camera.updateProjectionMatrix(); renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight); composer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight); // 更新composer的尺寸 // 不需要再次调用render，animate循环会自动处理});
UnrealBloomPass参数调优
strength (强度)：控制辉光的亮度。值越大，辉光越明显。radius (半径)：控制辉光扩散的范围。值越大，辉光扩散得越广。threshold (阈值)：这是最重要的参数之一。它决定了场景中哪些亮度级别的像素会参与辉光计算。threshold = 0.0：所有像素都会贡献辉光，导致整个场景看起来模糊发光。threshold = 1.0：只有最亮的像素（例如，emissiveIntensity非常高的物体）才会产生辉光。通常，你会将其设置在一个中间值（例如0.5到0.9），以便只有你希望发光的物体（通过设置高emissiveIntensity）才能触发辉光效果。
通过调整这些参数，你可以实现从微妙到爆炸性的各种辉光效果。
性能优势与注意事项
使用UnrealBloomPass相比于大量光源，其性能优势是显而易见的。它将复杂的物理光照计算转化为高效的图像处理操作，大大减轻了GPU的负担，使得即使在复杂的场景中也能保持高帧率。
注意事项：
emissive与emissiveIntensity：确保你的发光物体材质设置了emissive颜色和足够的emissiveIntensity。这些属性是UnrealBloomPass识别发光区域的关键。threshold的重要性：仔细调整threshold参数。过低的阈值会导致整个场景都发光，失去细节；过高的阈值可能导致某些你希望发光的物体不发光。色调映射（Tone Mapping）：在渲染器中设置合适的renderer.toneMapping和renderer.toneMappingExposure非常重要。辉光效果在高动态范围（HDR）下表现最佳，而色调映射负责将HDR内容映射到显示器的LDR（低动态范围）显示。ACESFilmicToneMapping通常是一个很好的选择。Selective Bloom (选择性辉光)：如果只需要场景中极少数物体发光，而其他物体不受影响，可以采用更高级的“选择性辉光”技术。这通常涉及将发光物体渲染到单独的层或渲染目标中，然后只对这个包含发光物体的渲染目标应用UnrealBloomPass。Three.js的官方示例中也有相关演示。
总结
通过本教程，我们学习了如何在Three.js中高效地实现逼真的辉光效果。告别了性能低下的多光源模拟方法，我们转而采用强大的后处理技术——EffectComposer与UnrealBloomPass。这种方法不仅显著提升了渲染性能，还带来了更高级、更可控的视觉效果。掌握这些技术，将使您能够创建出更具吸引力和专业水准的Three.js 3D场景。
以上就是在Three.js中创建高性能辉光效果：UnrealBloomPass实现指南的详细内容，更多请关注创想鸟其它相关文章！
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