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106. 平行光阴影计算

article 2025/1/23 12:55:54

点光源PointLight、聚光源SpotLight、平行光DirectionalLight等都可以产生阴影，就像实际生活中的影子。

环境光AmbientLight这种没有方向的光源，不会产生阴影。

本节课给大家讲解平行光DirectionalLight的阴影效果如何实现。

平行光`DirectionalLight`阴影步骤

平行光DirectionalLight阴影计算最少设置

1..castShadow设置产生阴影的模型对象
2..castShadow设置产生阴影的光源对象
3..receiveShadow设置接收阴影效果的模型
4..shadowMap.enabledWebGl渲染器允许阴影渲染
5..shadow.camera设置光源阴影渲染范围

1. 模型阴影投射`.castShadow`

模型阴影投射属性.castShadow设置产生阴影的模型对象

// 设置产生投影的网格模型
mesh.castShadow = true;

2. 光源阴影投射属性`.castShadow`

和产生阴影的模型一样，光源也有阴影投射属性.castShadow属性，光源默认不产生阴影，需要代码开启。

// 平行光
const directionalLight = new THREE.DirectionalLight(0xffffff, 1);
// 平行光设置产生阴影的光源对象,开启光源阴影的计算功能
directionalLight.castShadow = true;

3.模型阴影接收属性`.receiveShadow`

模型阴影接收属性.castShadow设置接收阴影的模型对象

// 设置接收阴影的投影面
planeMesh.receiveShadow = true;

4. `.shadowMap.enabled`允许渲染器渲染阴影

WebGL的渲染器的阴影贴图属性.shadowMap的属性值是一个对象，.shadowMap具有.enabled、.type等属性。

设置.shadowMap.enabled=true允许WebGL渲染器渲染阴影。

// 设置渲染器，允许光源阴影渲染
renderer.shadowMap.enabled = true;

5. 平行光阴影相机属性`.shadow.camera`(阴影渲染范围)

平行光DirectionalLight的.shadow属性是平行光阴影对象DirectionalLightShadow,平行光阴影对象有一个相机属性shadow.camera。

平行光阴影相机属性.shadow.camera的属性值是一个正投影相机对象OrthographicCamera。

// 查看平行光阴影相机属性
console.log('阴影相机属性',directionalLight.shadow.camera);

`CameraHelper`可视化`.shadow.camera`

THREE.CameraHelper可以用来可视化正投影相机、透视投影相机对象。

// 可视化平行光阴影对应的正投影相机对象
const cameraHelper = new THREE.CameraHelper(directionalLight.shadow.camera);
scene.add(cameraHelper);

平行光阴影相机的位置.shadow.camera.position默认就是平行光的位置属性directionalLight.position。

console.log('shadow.camera位置',directionalLight.shadow.camera.position);

5. `.shadow.camera`设置阴影渲染范围

.shadow.camera属性值是正投影相机OrthographicCamera，所以.shadow.camera属性的用法可以参考前面讲解过的正投影相机OrthographicCamera。

OrthographicCamera( left, right, top, bottom, near, far )

.shadow.camera作用是约束三维场景阴影计算范围，上下左右前后六个属性定义了一个长方体空间，在这个长方体空间内容的模型进行阴影计算。

// 设置三维场景计算阴影的范围
directionalLight.shadow.camera.left = -50;
directionalLight.shadow.camera.right = 50;
directionalLight.shadow.camera.top = 200;
directionalLight.shadow.camera.bottom = -100;
directionalLight.shadow.camera.near = 0.5;
directionalLight.shadow.camera.far = 600;

如果.shadow.camera的渲染范围设置不合理，可能会出现看不到阴影或者阴影不完整的现象。比如你把代码中.far、.right等相机属性设置小一些，观察阴影变化。