THREEJS Напиши код и вертексный шейдер с униформ п...

Для того чтобы реализовать сдвиг геометрии инстанса в InstancedMesh с использованием Three.js, нам нужно сделать следующее:

1. Использовать InstancedMesh для рендеринга нескольких экземпляров одной и той же геометрии.
2. Написать вершинный шейдер, который будет учитывать сдвиг к камере для определенного экземпляра.
3. Передать униформ переменную в шейдер для сдвига каждой геометрии на .3 единицы.

Пример кода:

javascript
// Инициализация сцены, камеры и рендерера
const scene = new THREE.Scene();
const camera = new THREE.PerspectiveCamera(75, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 1000);
const renderer = new THREE.WebGLRenderer();
renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
document.body.appendChild(renderer.domElement);

// Геометрия и материал для инстансированного меша
const geometry = new THREE.BoxGeometry(1, 1, 1);
const material = new THREE.MeshStandardMaterial({ color: 0x00ff00 });

// Создание InstancedMesh
const count = 10; // Количество инстансов
const instancedMesh = new THREE.InstancedMesh(geometry, material, count);

// Униформ для сдвига
const shiftUniform = new THREE.Uniform(new THREE.Vector3(0, 0, 0.3));

// Добавление шейдера с униформом
material.onBeforeCompile = (shader) => {
  // Добавляем униформу в шейдер
  shader.uniforms.shift = shiftUniform;

  // Изменяем вершинный шейдер для сдвига инстанса
  shader.vertexShader = `
    uniform vec3 shift;
    ${shader.vertexShader}
  `;

  shader.vertexShader = shader.vertexShader.replace(
    '#include <begin_vertex>',
    `
      vec3 transformed = position;
      transformed += shift; // Сдвигаем позицию в пространстве
      ${shader.vertexShader}
    `
  );
};

// Добавление инстансированного меша в сцену
scene.add(instancedMesh);

// Камера
camera.position.z = 5;

// Анимация
function animate() {
  requestAnimationFrame(animate);

  // Обновление сдвига, если требуется динамическое изменение
  shiftUniform.value.set(0, 0, 0.3 * Math.sin(Date.now() * 0.001));

  renderer.render(scene, camera);
}
animate();

Пояснение к коду:

1. Создание сцены, камеры и рендерера: Стандартная настройка сцены и камеры для рендеринга с использованием Three.js.
2. InstancedMesh: Создается инстансированный меш с геометрией BoxGeometry и материалом MeshStandardMaterial. Это позволяет рендерить несколько экземпляров одного объекта с оптимизацией.
3. Униформ переменная: Мы создаем униформ shift, который задает сдвиг для всех экземпляров в виде вектора (в данном случае только по оси Z).
4. Изменение вершинного шейдера: В вершинный шейдер добавляется код, который применяет сдвиг ко всем вершинам каждого инстанса.
5. Анимация: В анимации мы динамически меняем сдвиг с использованием Math.sin() для создания эффекта анимации.

Этот код сдвигает все инстансы на .3 единицы по оси Z, но можно легко модифицировать его для работы с другими осями или для изменения сдвига для конкретных инстансов.

Ниже приведён пример, как можно сдвигать только один (или несколько выбранных) экземпляр(ы) в InstancedMesh на 0.3 единицы к камере (или по любой другой оси). Для этого вместо единых uniform мы будем использовать инстанс-атрибут.

Ключевые идеи

1. Преобразуем обычную геометрию в InstancedBufferGeometry, чтобы у нас была возможность добавить собственный атрибут (например instanceShift).
2. В этот атрибут запишем вектор сдвига для каждого экземпляра.
   • Тем, которые не нужно сдвигать, ставим $0,0,0$.
   • Тому, который сдвигаем, ставим $0,0,0.3$ (или любой другой нужный вектор).
3. В шейдере переопределим участок #include <begin_vertex>, добавив instanceShift к координате вершины.

Пример кода

javascript
import * as THREE from 'three';

// Создаём сцену, камеру, рендерер
const scene = new THREE.Scene();
const camera = new THREE.PerspectiveCamera(
  75,
  window.innerWidth / window.innerHeight,
  0.1,
  1000
);
camera.position.z = 5;
const renderer = new THREE.WebGLRenderer({ antialias: true });
renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
document.body.appendChild(renderer.domElement);

// Базовая геометрия
const baseGeometry = new THREE.BoxGeometry(1, 1, 1);

// Количество экземпляров
const count = 10;

// Чтобы добавить собственные атрибуты для инстансирования,
// нам нужна InstancedBufferGeometry на базе нашей geometry
const instancedGeometry = new THREE.InstancedBufferGeometry().copy(baseGeometry);

// Создаём массив для хранения сдвига (x,y,z) каждого экземпляра
const shiftArray = new Float32Array(count * 3);

// Допустим, хотим сдвинуть только экземпляр с индексом indexToShift
const indexToShift = 3; // например, 4-й объект
for (let i = 0; i < count; i++) {
  if (i === indexToShift) {
    // Сдвигаем его по оси Z на 0.3
    shiftArray[i * 3 + 0] = 0.0; 
    shiftArray[i * 3 + 1] = 0.0;
    shiftArray[i * 3 + 2] = 0.3;
  } else {
    // Остальные не сдвигаем
    shiftArray[i * 3 + 0] = 0.0;
    shiftArray[i * 3 + 1] = 0.0;
    shiftArray[i * 3 + 2] = 0.0;
  }
}

// Создаём InstancedBufferAttribute на 3 компоненты (x, y, z)
const shiftAttribute = new THREE.InstancedBufferAttribute(shiftArray, 3);
instancedGeometry.setAttribute('instanceShift', shiftAttribute);

// Стандартный материал, который будем патчить шейдером
const material = new THREE.MeshStandardMaterial({ color: 0x00ff00 });

// Патчим вершинный шейдер, чтобы использовать наш instanceShift
material.onBeforeCompile = (shader) => {
  // 1. Объявляем атрибут
  shader.vertexShader = `attribute vec3 instanceShift;\n` + shader.vertexShader;
  
  // 2. Вставляем добавку в стандартный чанк, отвечающий за вычисление позиции вершины
  shader.vertexShader = shader.vertexShader.replace(
    `#include <begin_vertex>`,
    /* glsl */`
      // Начальная позиция (изначально: transformed = position)
      vec3 transformed = position;
      // Прибавляем сдвиг для данного экземпляра
      transformed += instanceShift;
    `
  );
};

// Теперь создаём InstancedMesh. 
// Важно: THREE.InstancedMesh ждёт обычную (не instanced) геометрию, но
//        если нам нужен custom-атрибут, можно "притвориться" обычной геометрией
//        и использовать instancedGeometry. В Three.js 0.125+ это будет работать.
const instancedMesh = new THREE.InstancedMesh(instancedGeometry, material, count);
scene.add(instancedMesh);

// Расставляем instanceMatrix для каждого экземпляра 
// (т.е. позиция, вращение, масштаб).
// Можно просто поставить их в разные места.
const dummy = new THREE.Object3D();
for (let i = 0; i < count; i++) {
  dummy.position.set(i * 2 - (count), 0, 0); // в ряд по X
  dummy.updateMatrix();
  instancedMesh.setMatrixAt(i, dummy.matrix);
}

// Свет
const light = new THREE.DirectionalLight(0xffffff, 1);
light.position.set(0, 10, 10).normalize();
scene.add(light);

function animate() {
  requestAnimationFrame(animate);
  renderer.render(scene, camera);
}
animate();

Что здесь происходит:

1. InstancedBufferGeometry:

   • Обычная BoxGeometry копируется в InstancedBufferGeometry, чтобы мы могли добавить атрибут.

2. InstancedBufferAttribute instanceShift:

   • Создаём Float32Array на count * 3, где для каждого экземпляра хранится (x, y, z) сдвиг.
   • Назначаем этот массив как InstancedBufferAttribute.
   • Присоединяем этот атрибут к instancedGeometry под именем instanceShift.

3. Кастомизация шейдера (onBeforeCompile):

   • Добавляем строку attribute vec3 instanceShift; к началу vertexShader.
   • Включаем логику прибавления instanceShift к координатам вершин, заменяя стандартный блок #include <begin_vertex>.
   • Остальная часть шейдера (включая трансформацию матрицами modelViewMatrix / instanceMatrix) остаётся без изменений.

4. InstancedMesh:

   • Создаём инстансированный меш, передавая нашу уже содержащую атрибут instancedGeometry и материал.
   • Настраиваем для каждого экземпляра instanceMatrix, чтобы расставить объекты в разные места.

Таким образом, только экземпляр с индексом indexToShift получит сдвиг в 0.3 по оси Z, а остальные останутся на месте. Если нужно динамически менять сдвиг, можно обновлять shiftAttribute каждую анимацию (и затем, если нужно, помечать .needsUpdate = true).