three.js使用gpu选取物体并计算交点位置-木庄网络博客

本文摘自PHP中文网，作者angryTom，侵删。

光线投射法

使用three.js自带的光线投射器(Raycaster)选取物体非常简单，代码如下所示：

var raycaster = new THREE.Raycaster();
var mouse = new THREE.Vector2();
function onMouseMove(event) {   
 // 计算鼠标所在位置的设备坐标
    // 三个坐标分量都是-1到1
    mouse.x = event.clientX / window.innerWidth * 2 - 1;
    mouse.y = - (event.clientY / window.innerHeight) * 2 + 1;
}
function pick() {    
    // 使用相机和鼠标位置更新选取光线    
    raycaster.setFromCamera(mouse, camera);    
    // 计算与选取光线相交的物体
    var intersects = raycaster.intersectObjects(scene.children);
}

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它是采用包围盒过滤，计算投射光线与每个三角面元是否相交实现的。

但是，当模型非常大，比如说有40万个面，通过遍历的方法选取物体和计算碰撞点位置将非常慢，用户体验不好。

但是使用gpu选取物体不存在这个问题。无论场景和模型有多大，都可以在一帧内获取到鼠标所在点的物体和交点的位置。

使用GPU选取物体

实现方法很简单：

1. 创建选取材质，将场景中的每个模型的材质替换成不同的颜色。

2. 读取鼠标位置像素颜色，根据颜色判断鼠标位置的物体。

具体实现代码：

1. 创建选取材质，遍历场景，将场景中每个模型替换为不同的颜色。

let maxHexColor = 1;// 更换选取材质
scene.traverseVisible(n => {    
if (!(n instanceof THREE.Mesh)) {
        return;
    }
    n.oldMaterial = n.material;
        if (n.pickMaterial) { // 已经创建过选取材质了
        n.material = n.pickMaterial;
                return;
    }
    let material = new THREE.ShaderMaterial({
        vertexShader: PickVertexShader,
        fragmentShader: PickFragmentShader,
        uniforms: {
            pickColor: {
                value: new THREE.Color(maxHexColor)
            }
        }
    });
    n.pickColor = maxHexColor;
    maxHexColor++;
    n.material = n.pickMaterial = material;
});
  
PickVertexShader：
void main() {
    gl_Position = projectionMatrix * modelViewMatrix * vec4(position, 1.0);
}
  
PickFragmentShader：
uniform vec3 pickColor;void main() {
    gl_FragColor = vec4(pickColor, 1.0);
}

2. 将场景绘制在WebGLRenderTarget上，读取鼠标所在位置的颜色，判断选取的物体。

let renderTarget = new THREE.WebGLRenderTarget(width, height);
let pixel = new Uint8Array(4);// 绘制并读取像素
renderer.setRenderTarget(renderTarget);
renderer.clear();
renderer.render(scene, camera);
renderer.readRenderTargetPixels(renderTarget, offsetX, height - offsetY, 1, 1, pixel); // 读取鼠标所在位置颜色
// 还原原来材质，并获取选中物体
const currentColor = pixel[0] * 0xffff + pixel[1] * 0xff + pixel[2];
let selected = null;
 
scene.traverseVisible(n => {
    if (!(n instanceof THREE.Mesh)) {
            return;
    }
        if (n.pickMaterial && n.pickColor === currentColor) {
         // 颜色相同
 
        selected = n; // 鼠标所在位置的物体    
        }
        if (n.oldMaterial) {
            n.material = n.oldMaterial;        delete n.oldMaterial;
        }
});