Three.js で大気散乱エフェクトを作成して地球のレンダリングを強化するにはどうすればよいですか?

Three.js で地球のレンダリングの上に「大気」をレンダリングするにはどうすればよいですか?

Three の上に大気をレンダリングするには地球の .js レンダリングでは、大気散乱と呼ばれる手法を使用できます。この手法は、光が大気と相互作用する方法をシミュレートし、シーンに奥行きと現実感を加えるリアルな効果を作成します。

大気散乱を使用するには、この手法を実装するカスタム シェーダを作成する必要があります。シェーダーは、太陽の位置、大気の密度、光の波長などの要素を考慮します。

Three.js で大気散乱を実装するには、いくつかの異なる方法があります。一般的な方法の 1 つは、Mie 散乱方程式を使用することです。この方程式は、大気中に見られるような小さな粒子によって光が散乱する様子をシミュレートするために使用できます。

カスタム シェーダを作成したら、それを Earth オブジェクトに適用する必要があります。これを行うには、新しいマテリアルを作成し、それにシェーダーを割り当てます。

Three.js で大気散乱シェーダーを作成する方法の例を次に示します。

// Vertex shader
varying vec3 vWorldPosition;

void main() {
  vWorldPosition = vec3(modelMatrix * vec4(position, 1.0));
  gl_Position = projectionMatrix * modelViewMatrix * vec4(position, 1.0);
}

// Fragment shader
uniform vec3 sunPosition;
uniform float sunIntensity;
uniform float atmosphereRadius;
uniform float atmosphereDensity;
uniform float wavelength;

varying vec3 vWorldPosition;

void main() {
  // Calculate the distance between the fragment and the sun
  vec3 sunVector = sunPosition - vWorldPosition;
  float sunDistance = length(sunVector);
  
  // Calculate the optical depth of the atmosphere at the fragment
  float opticalDepth = -atmosphereDensity * sunDistance / wavelength;
  
  // Calculate the transmittance of the atmosphere at the fragment
  float transmittance = exp(opticalDepth);
  
  // Calculate the scattering coefficient of the atmosphere at the fragment
  float scatteringCoefficient = atmosphereDensity / (4.0 * M_PI * wavelength);
  
  // Calculate the radiance of the atmosphere at the fragment
  vec3 radiance = scatteringCoefficient * sunIntensity * transmittance * sunDistance / wavelength;
  
  // Set the fragment color to the radiance
  gl_FragColor = vec4(radiance, transmittance);
}

シェーダを作成したら、次のように Earth オブジェクトに適用できます:

var earthMaterial = new THREE.MeshBasicMaterial({
  map: earthTexture,
  uniforms: {
    sunPosition: { value: sunPosition },
    sunIntensity: { value: sunIntensity },
    atmosphereRadius: { value: atmosphereRadius },
    atmosphereDensity: { value: atmosphereDensity },
    wavelength: { value: wavelength }
  },
  vertexShader: vertexShader,
  fragmentShader: fragmentShader
});

var earth = new THREE.Mesh(earthGeometry, earthMaterial);
scene.add(earth);

これにより、Earth オブジェクトに雰囲気の効果が追加されます。この効果は、太陽が地球の後ろにあるときに見ることができます。

大気散乱効果のライブ デモは次のとおりです:

[ライブ デモ](https://threejs.org/examples) /webgl_shaders_atmospheric_scattering.html)

追加リソース

• [Three.js 大気散乱チュートリアル](https://www.html5rocks.com/en/tutorials) /threejs/shaders_atmosphere/)
• [ミー散乱方程式](https://en.wikipedia.org/wiki/Mie_scattering)
• [レイリー散乱](https://en.wikipedia .org/wiki/Rayleigh_scattering)

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