Vertex 平台材质光照调整技巧：WebGL 技术实现浏览器内实时编辑

?️ Vertex 平台材质光照调整技巧：WebGL 技术实现浏览器内实时编辑

做过 Web 端 3D 开发的朋友都知道，在浏览器里实现材质和光照的实时调整，对用户体验影响特别大。尤其是做可视化项目、产品在线配置工具或者 3D 编辑器时，用户希望能即时看到材质颜色、光泽度变化，还有灯光角度、强弱调整后的效果。Vertex 平台基于 WebGL 提供了一套挺实用的解决方案，今天就把具体的操作技巧和实现步骤分享给大家。

? 项目初始化：搭建基础开发环境

首先得把开发环境搭起来。咱用 WebGL 开发，得先引入必要的库文件。这里推荐用 Three.js，它对 WebGL 做了封装，用起来方便很多。去官网下载最新版本的 Three.js，然后在 HTML 文件里引入：

html

<script src="three.js">script>

接着创建一个场景、相机和渲染器。场景就像一个舞台，所有 3D 物体都放在里面；相机相当于我们的眼睛，通过它来看场景里的东西；渲染器负责把场景渲染到浏览器页面上。代码大概是这样：

javascript

const scene = new THREE.Scene();
const camera = new THREE.PerspectiveCamera(, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, );
const renderer = new THREE.WebGLRenderer();
renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
document.body.appendChild(renderer.domElement);

这时候场景里啥都没有，得加载一个 3D 模型进来。Vertex 平台支持多种模型格式，常见的比如 OBJ、GLTF 都可以。用 Three.js 提供的加载器来加载模型，比如加载 GLTF 模型：

javascript

const loader = new THREE.GLTFLoader();
loader.load('model.gltf', function(gltf) {
    scene.add(gltf.scene);
});

模型加载好后，得给它设置一个初始的材质和光照，方便后续调整。

? 材质参数调整：让模型外观更丰富

材质调整是关键的一步，它决定了模型看起来是金属质感、塑料质感还是其他材质。Three.js 里有多种材质类型，常用的有 MeshPhongMaterial、MeshLambertMaterial 等。这里以 MeshPhongMaterial 为例，它支持高光反射，能表现出比较丰富的材质效果。

首先获取模型的材质对象。如果模型有多个子物体，可能需要遍历找到对应的网格物体，然后获取它的材质：

javascript

const mesh = gltf.scene.getObjectByName('modelMesh');
const material = mesh.material;

接下来调整漫反射颜色，这是材质的基本颜色。可以通过一个颜色选择器让用户选择颜色，然后把颜色值赋给材质的 color 属性：

javascript

const colorPicker = document.getElementById('colorPicker');
colorPicker.addEventListener('change', function(e) {
    const color = new THREE.Color(e.target.value);
    material.color.set(color);
});

调整光泽度，也就是材质的高光大小。通过材质的 shininess 属性来控制，值越大，高光区域越小，光泽度越高：

javascript

const shininessSlider = document.getElementById('shininessSlider');
shininessSlider.addEventListener('input', function(e) {
    material.shininess = parseInt(e.target.value);
});

还有透明度调整，有时候需要让模型半透明显示。设置材质的 opacity 属性，同时要记得开启透明混合，不然可能看不到效果：

javascript

const opacitySlider = document.getElementById('opacitySlider');
opacitySlider.addEventListener('input', function(e) {
    material.opacity = parseFloat(e.target.value);
    material.transparent = true;
});

? 光照设置：营造不同的场景氛围

光照对 3D 场景的效果影响非常大，不同的光照类型和参数能营造出完全不同的氛围。常见的光照类型有环境光、点光源、平行光、聚光灯等。

先来看环境光，它均匀地照亮整个场景，模拟周围环境对物体的间接光照。创建一个环境光并添加到场景中：

javascript

const ambientLight = new THREE.AmbientLight(0xffffff, 0.5); // 白色环境光，强度 0.5
scene.add(ambientLight);

可以让用户调整环境光的颜色和强度，通过颜色选择器和滑动条来实现：

javascript

const ambientColorPicker = document.getElementById('ambientColorPicker');
const ambientIntensitySlider = document.getElementById('ambientIntensitySlider');

ambientColorPicker.addEventListener('change', function(e) {
    const color = new THREE.Color(e.target.value);
    ambientLight.color.set(color);
});

ambientIntensitySlider.addEventListener('input', function(e) {
    ambientLight.intensity = parseFloat(e.target.value);
});

点光源是从一个点向四周发散光线，比如灯泡就是典型的点光源。创建一个点光源，设置它的位置、颜色和强度：

javascript

const pointLight = new THREE.PointLight(0xffffff, 1.0);
pointLight.position.set(, , ); // 光源位置
scene.add(pointLight);

用户可以调整点光源的位置，这里可以用三个滑动条分别控制 x、y、z 轴的坐标：

javascript

const pointXSlider = document.getElementById('pointXSlider');
const pointYSlider = document.getElementById('pointYSlider');
const pointZSlider = document.getElementById('pointZSlider');

pointXSlider.addEventListener('input', function(e) {
    pointLight.position.x = parseFloat(e.target.value);
});

pointYSlider.addEventListener('input', function(e) {
    pointLight.position.y = parseFloat(e.target.value);
});

pointZSlider.addEventListener('input', function(e) {
    pointLight.position.z = parseFloat(e.target.value);
});

平行光可以看作是远处的光源，比如太阳，它的光线是平行的，光照效果不会因为距离而变化。创建平行光并设置方向：

javascript

const directionalLight = new THREE.DirectionalLight(0xffffff, 1.0);
directionalLight.position.set(-, , ).normalize(); // 光源方向
scene.add(directionalLight);

调整平行光的方向和强度，让用户能控制光照的角度：

javascript

const directionalIntensitySlider = document.getElementById('directionalIntensitySlider');
const directionalXSlider = document.getElementById('directionalXSlider');
const directionalYSlider = document.getElementById('directionalYSlider');
const directionalZSlider = document.getElementById('directionalZSlider');

directionalIntensitySlider.addEventListener('input', function(e) {
    directionalLight.intensity = parseFloat(e.target.value);
});

directionalXSlider.addEventListener('input', function(e) {
    directionalLight.position.x = parseFloat(e.target.value);
    directionalLight.position.normalize();
});

// 类似的，给 y 和 z 轴的滑动条添加事件监听

⚡ 实时预览优化：提升用户交互体验

在浏览器里实时调整材质和光照，对性能要求比较高，尤其是模型比较复杂的时候，可能会出现卡顿。所以得做一些优化措施。

首先是渲染性能优化。可以降低渲染器的分辨率，当用户调整参数时，暂时以较低的分辨率渲染，提升帧率，等用户停止调整后再恢复高分辨率。不过要注意，分辨率不能降得太低，不然会影响视觉效果：

javascript

let isAdjusting = false;
// 在滑动条的 input 事件开始时设置为 true
// 在 input 事件结束时设置为 false，这里可以用 setTimeout 来判断用户是否停止操作

function updateRendererResolution() {
    if (isAdjusting) {
        renderer.setPixelRatio(window.devicePixelRatio * 0.5); // 半分辨率
    } else {
        renderer.setPixelRatio(window.devicePixelRatio); // 原始分辨率
    }
}

然后是材质和光照的更新策略。当用户调整参数时，不需要每一帧都更新所有的参数，可以只更新变化的部分。比如用户调整颜色时，只更新材质的 color 属性，其他没变化的参数不做处理。

另外，模型的简化也很重要。如果模型面数太多，可以在加载的时候进行简化处理，或者根据用户的设备性能自动调整模型的细节层次。Three.js 里有一些库可以实现模型简化，比如 SimplifyModifier。

?️ 常见问题解决：让开发更顺利

在实现过程中，可能会遇到一些常见的问题。比如材质调整后没有效果，这时候要检查材质是否正确应用到模型上，有没有创建新的材质实例而不是使用共享材质。共享材质在多个物体上使用时，修改一个会影响所有，有时候可能需要创建独立材质。

光照效果不明显，可能是光照强度设置太低，或者光源位置太靠近模型，导致光照不均匀。可以把光源位置设置得远一些，或者适当提高强度。

浏览器兼容性问题也需要注意。不同浏览器对 WebGL 的支持程度可能不同，有些老旧浏览器可能不支持某些特性。可以用一些检测工具来检查用户浏览器的 WebGL 支持情况，并给出提示。

还有性能问题，如果出现卡顿，先检查控制台的性能分析工具，看看是渲染瓶颈还是 JavaScript 计算瓶颈，然后针对性地优化。比如复杂的光照计算可以放在 Web Worker 里处理，避免阻塞主线程。

通过以上步骤，我们就能在 Vertex 平台上基于 WebGL 实现浏览器内的材质光照实时编辑啦。从项目初始化到材质、光照的调整，再到性能优化和问题解决，每一步都需要仔细处理，才能给用户带来流畅的交互体验。大家在实际开发中可以根据具体需求进行调整和扩展，让 3D 场景更加生动逼真。

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