使用three.js創建大小不隨著場景變化的文字

来源:https://www.cnblogs.com/tengge/archive/2019/12/03/11979854.html
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使用three.js創建大小不隨著場景變化的文字,需要以下兩步: 1、將文字繪製到畫布上。 2、創建著色器材質,把文字放到三維場景中。 優點: 1、跟用html實現文字相比,這些文字可以被模型遮擋,更具有三維效果。 2、不會隨著場景旋轉縮放改變尺寸,不存在遠處看不清的情況,適用於三維標註。 效果圖: ...


使用three.js創建大小不隨著場景變化的文字,需要以下兩步:

1、將文字繪製到畫布上。

2、創建著色器材質,把文字放到三維場景中。

優點:

1、跟用html實現文字相比,這些文字可以被模型遮擋,更具有三維效果。

2、不會隨著場景旋轉縮放改變尺寸,不存在遠處看不清的情況,適用於三維標註。

效果圖:

 

示例代碼1:https://github.com/tengge1/ShadowEditor/blob/master/ShadowEditor.Web/src/object/text/UnscaledText.js

示例代碼2:https://gitee.com/tengge1/ShadowEditor/blob/master/ShadowEditor.Web/src/object/text/UnscaledText.js

 

實現方法

 

1、使用canvas繪製文字,先用黑色繪製描邊,然後用白色繪製文字。黑色描邊主要為了讓文字在白色背景處能看清。

 

let context = canvas.getContext('2d');

context.imageSmoothingQuality = 'high';
context.textBaseline = 'middle';
context.textAlign = 'center';
context.lineWidth = 4;

let halfWidth = canvas.width / 2;
let halfHeight = canvas.height / 2;

// 畫描邊
context.font = `16px "Microsoft YaHei"`;
context.strokeStyle = '#000';
context.strokeText(text, halfWidth, halfHeight);

// 畫文字
context.fillStyle = '#fff';
context.fillText(text, halfWidth, halfHeight);

 

 

2、 創建著色器材質,將文字正對屏幕,渲染到三維場景中。

 

let geometry = new THREE.PlaneBufferGeometry();
let material = new THREE.ShaderMaterial({
    vertexShader: UnscaledTextVertexShader,
    fragmentShader: UnscaledTextFragmentShader,
    uniforms: {
        tDiffuse: {
            value: new THREE.CanvasTexture(canvas)
        },
        width: {
            value: canvas.width
        },
        height: {
            value: canvas.height
        },
        domWidth: {
            value: renderer.domElement.width
        },
        domHeight: {
            value: renderer.domElement.height
        }
    },
    transparent: true
});

let mesh = new THREE.Mesh(geometry, material);

 

說明:由於canvas上繪製的文字邊緣是半透明的,材質要設置成半透明才能實現文字邊緣平滑效果。

  UnscaledTextVertexShader  
precision highp float;

uniform float width;
uniform float height;
uniform float domWidth;
uniform float domHeight;

varying vec2 vUv;
 
void main() {
    vUv = uv;
    vec4 proj = projectionMatrix * modelViewMatrix * vec4(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);
    gl_Position = vec4(
        proj.x / proj.w  + position.x * width / domWidth * 2.0,
        proj.y / proj.w + position.y * height / domHeight * 2.0,
        proj.z / proj.w,
        1.0
    );
}

 

說明:

a、(0.0, 0.0, 0.0)是平面中心世界坐標,左乘modelViewMatrix和projectionMatrix後,得到屏幕坐標系中的坐標。

b、proj.x / proj.w + position.x * width / domWidth * 2.0的意思是把平板中心放到世界坐標系正確位置,讓平板顯示的寬度恰好等於屏幕上的像素數,避免文字縮放。

c、乘以2.0是因為three.js預設生成的平板寬度和高度是1,屏幕坐標系寬度和高度都是從-1到1,是2。

d、gl_Position.w為1.0時,是正投影,模型大小不隨著屏幕深度變化而改變。

  UnscaledTextFragmentShader  
precision highp float;

uniform sampler2D tDiffuse;
uniform float width;
uniform float height;
 
varying vec2 vUv;
 
void main() {
    // 註意vUv一定要從畫布整數坐標取顏色,否則會導致文字模糊問題。
    vec2 _uv = vec2(
        (floor(vUv.s * width) + 0.5) / width,
        (floor(vUv.t * height) + 0.5) / height
    );

    gl_FragColor = texture2D( tDiffuse, _uv );
}

 

說明:

1、uv坐標一定要恰好對應畫布上的像素點,否則會導致文字模糊問題。

 

文字模糊的解決方法

使用three.js或WebGL繪製文字,很容易遇到文字模糊的問題,主要有以下幾個方面的原因。     1、canvas上繪製線條,是從兩個像素中心點畫的。   在整數像素處繪製1px的線條,其實在1px線條兩邊,都有0.5px半透明的線條,實際繪製了2px。繪製時,一定要從(整數+0.5px)像素開始繪製。   具體參考《canvas畫布解決1px線條模糊的問題》:https://www.jianshu.com/p/c0970eecd843   在上面的代碼中,字體大小和線寬都是偶數,不存在這個問題。     2、根據uv坐標從貼圖取色的時候,一定要恰好取到貼圖上的整數像素,否則會進行顏色插值,導致模糊。   我被這個問題卡了很久,具體現象就是隨著視角改變,文字有時候清晰,有時候模糊,一閃一閃的。   解決方法就是在片源著色器中對自動插值的uv坐標進行“取整”,恰好取到(整數+0.5像素)。為什麼加0.5,看上面《canvas畫布解決1px線條模糊的問題》的文章。   實現代碼:  
vec2 _uv = vec2(
    (floor(vUv.s * width) + 0.5) / width,
    (floor(vUv.t * height) + 0.5) / height
);

 

其中,width和height分別是貼圖的寬度和高度。   3、gl_Position.xy恰好對應屏幕上的像素點。   這是我猜測的一個原因,根據原因2進行修改後,文字不模糊了。所以,這個沒有仔細測試。    

參考資料

1、基於three.js的開源三維場景編輯器:https://github.com/tengge1/ShadowEditor 2、canvas畫布解決1px線條模糊的問題:https://www.jianshu.com/p/c0970eecd843      
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