Three.js+React实现带火焰效果的艾尔登法环

背景

《艾尔登法环》是最近比较火的一款游戏，观察可以发现它的 Logo 是由几个圆弧和线段构成。本文使用 React + Three.js 技术栈，实现具有火焰效果艾尔登法环 Logo，本文中涉及到的知识点包括：Fire.js 基本使用方法及 Three.js 的其他基础知识。

效果

实现效果如banner 图所示，页面主体由 Logo 图形构成，Logo 具有由远及近的加载效果，加载完毕后具有上下缓动动画效果。

在线预览：

地址1：https://3d-dragonir.vercel.app/#/ring

地址2：https://dragonir.github.io/3d/#/ring

已适配:

PC 端
移动端

实现

Logo 的火焰效果主要是通过 Fire.js 实现的，开始实现之前先来了解一下它的基本用法。

Fire.js

Threejs 提供了一个可以实现火焰和烟雾效果的扩展包，通过引用并设置参数可以实现非常逼真的火焰和厌恶效果。【不过该扩展包已经从新版中移除】

火焰设置可选属性：

color1：内焰颜色
color2：外焰颜色
color3：烟雾颜色
colorBias：颜色偏差
burnRate：燃烧率
diffuse：扩散
viscosity：粘度
expansion：膨胀
swirl：旋转
drag：拖拽
airSpeed：空气速度
windX：X 轴风向
windY：Y 轴风向
speed：火焰速度
massConservation：质量守恒

常用方法：

添加资源：addSource(u, v, radius, density, windX, windY)
清除资源：clearSources()
设置贴图：setSourceMap(texture)

基本用法：

通过简单几步：创建载体、使用Fire构造函数初始化、添加火焰、添加到场景等简单几步，就可实现火焰效果。可以创建多个火源，多种火焰效果也可以叠加到同一个载体上。

const geometry = new THREE.PlaneBufferGeometry(10, 10);
const fire = new THREE.Fire(geometry,{
  textureWidth: 10,
  textureHeight: 10,
  debug:false
});
fire.addSource(0.5, 0.1, 0.1, 1.0, 0.0, 1.0);
scene.add(fire);

实现效果：

在线亲手尝试调整火焰各种参数效果：threejs/examples/webgl_fire.html

资源引入

引入开发所需的的模块资源，注意 Three.js 和 Fire.js 是从当前目录引入的旧版本，新版本已删除 Fire.js。TWEEN 用于实现简单的镜头补间动画、ringTexture 是需要显示火焰效果轮廓的贴图。

import React from 'react';
import * as THREE from './libs/three.module.js';
import { Fire } from './libs/Fire.js';
import { TWEEN } from "three/examples/jsm/libs/tween.module.min.js";
import ringTexture from './images/ring.png';

页面 DOM 结构非常简单，只包含一个渲染 WEBGL 的容器 #container。

<div className='ring_page' id="container"></div>

场景初始化

初始化渲染场景、相机和光源。（如若需要详细了解这部分知识可翻阅我往期的文章或阅读官网文档，本文不再赘述）

const container = document.getElementById('container');
const renderer = new THREE.WebGLRenderer({ antialias: true,  alpha: true });
renderer.setPixelRatio(Math.min(window.devicePixelRatio, 2))
renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
container.appendChild(renderer.domElement);
renderer.setClearAlpha(0);
const scene = new THREE.Scene();
const camera = new THREE.PerspectiveCamera(60, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 1000);
camera.position.set(0, 0, 100);
camera.lookAt(new THREE.Vector3(0, 0, 0));
const ambientLight = new THREE.AmbientLight(0xffffff, 1);
scene.add(ambientLight);

设置渲染背景透明度

alpha：canvas 是否开启透明度，默认为 false。
renderer.setClearAlpha(alpha : Float)：设置 alpha 透明度值，合法参数是一个 0.0 到 1.0 之间的浮点数。

以上代码中，通过设置 new THREE.WebGLRenderer({ antialias: true, alpha: true }) 和 renderer.setClearAlpha(0) 可以将 canvas 背景设置为透明，这样就可以通过 CSS 设置背景样式。本例中的背景图片就是通过 CSS 设置的，而不是 Sence.background。

当开启 alpha: true 时，透明度默认为 0，可以不用写 renderer.setClearAlpha(0)。

添加Logo主体

创建一个 PlaneBufferGeometry 平面作为火焰 Logo 载体，Logo 形状通过调用 setSourceMap 使用贴图生成，然后添加 Fire.js 的各种参数，调整平面的位置，最后将它添加到场景中即可。

const ring = new Fire(new THREE.PlaneBufferGeometry(20, 25), {
  textureWidth: 800,
  textureHeight: 1000,
  debug: false,
});
ring.setSourceMap(new THREE.TextureLoader().load(ringTexture));
ring.color1 = new THREE.Color(0xffffff);
ring.color2 = new THREE.Color(0xf59e00);
ring.color3 = new THREE.Color(0x08120a);
ring.colorBias = .6;
ring.burnRate = 10;
ring.diffuse = 1;
ring.viscosity = .5;
ring.expansion = -1.6;
ring.swirl = 10;
ring.drag = 0.4;
ring.airSpeed = 18;
ring.windX = 0.1;
ring.windY = 0.2;
ring.speed = 100;
ring.massConservation = false;
ring.position.y = 4;
ring.position.z = -6;
scene.add(ring)

Logo 形状也可直接使用圆环等几何体拼接生成，本文为了简单省时并且更加逼真，直接使用了自己在 Photoshop 中绘制的贴图。注意贴图主体部分实际应用中要使用白色，为了便于展示我改成了黑色。

页面缩放适配

window.addEventListener('resize', () => {
  camera.aspect = window.innerWidth / window.innerHeight;
  camera.updateProjectionMatrix();
  renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
}, false);

镜头补间动画

页面刚开始加载完成时由远及近的镜头补间动画。

const controls = new OrbitControls(camera, renderer.domElement);
Animations.animateCamera(camera, controls, { x: 0, y: 0, z: 22 }, { x: 0, y: 0, z: 0 }, 2400, () => {
  controls.enabled = false;
});

页面重绘动画

图案上线往复运动的缓动动画及渲染更新。

let step = 0;
const animate = () => {
  requestAnimationFrame(animate);
  renderer.render(scene, camera);
  stats && stats.update();
  TWEEN && TWEEN.update();
  step += .03;
  ring && (ring.position.y = Math.abs(2.2 + Math.sin(step)));
}

到这里，一个低配版的艾尔登法环 Logo 所有效果都全部实现了，希望随着自己图形学方面知识的积累，后续可以通过 shader 实现更加炫酷的效果。完整代码可通过下方链接查看。

完整代码：https://github.com/dragonir/3d/tree/master/src/containers/Ring

总结

本文知识点主要包含的的新知识：

Fire.js 基本使用
设置渲染背景透明度

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