如何在three.js中按深度顺序渲染粒子？

Question

免责声明：我对 three.js、WegGL 和一般 3D 图形比较陌生。

我正在使用 three.js 以 3D 形式显示 GPS 轨迹中的点。我们必须能够可视化的数据集可能非常大（数十万个点），因此性能非常重要。

我使用一个Points 对象，我用包含所有点的BufferGeometry 填充该对象。这些点是按曲目顺序添加的，所以按时间顺序。

然后，我们使用带有 2D 纹理（精灵）的PointsMaterial，将点表示为一个圆，圆外的区域是透明的。 2D 纹理是动态绘制到画布上的，因为颜色是动态的。

问题是，如果我们查看轨道方向上的点，即距离相机较远的点是在较近的点之后渲染的点，则会出现点重叠的伪影，其中透明部分较近的点被绘制在较远的点上：

当我们从另一个方向看轨迹时，即从后到前渲染的点，问题就消失了：

我尝试了以下两个选项来解决这个问题：

• 使用具有介于 0 和 1 之间的值的 alphaTest，一种 有效
  • 但我们的点也可以是部分透明的（这是客户的要求），因此风险在于 alphaTest 将剪切部分应实际渲染的点
  • 它会在点重叠的地方创建一个锯齿状边缘，看起来不太好

• 使用depthWrite: false 作为点材质，它渲染得很好，但是无论相机的方向如何，最近的点总是被绘制在旧点上，看起来很奇怪而且是错误的

实际渲染深度点的解决方案是什么 从最远开始到最近结束的顺序？

以下是代码的相关部分。

几何的构建。 timeline3d 对象包含所有点并且来自 XHR 请求：

  const particlesGeometry = new BufferGeometry();
  const vertices = [];

  for (let i = 0; i < timeline3d.points.length; i++) {
    const coordinates = timeline3d.points[i].sceneCoordinates;
    vertices.push(coordinates[0], coordinates[1], coordinates[2]);
  }

  particlesGeometry.addAttribute('position', new Float32BufferAttribute(vertices, 3));
  return new Points(particlesGeometry, buildTimelinePointsMaterial(timeline3d));

材质：

function buildTimelinePointsMaterial (timeline) {
  const pointTexture = new CanvasTexture(drawPointSprite(POINT_SPRITE_RADIUS, timeline.color));

  return new PointsMaterial({
    size: POINT_SIZE,
    sizeAttenuation: true,
    map: pointTexture,
    transparent: true,
    alphaTest: 0.4
  });
}

Answer 1

解决方法：

这是 WebGL 在渲染点时的限制。就像上面提到的@ScieCode 一样，我个人一直在通过更改material's blending mode 来解决这个问题。有了它，每个点都像透明的 Photoshop 图层一样相互融合，并消除了重叠效果。通常，如果你有浅色背景，你会想使用THREE.MultiplyBlending，如果你有深色背景，你会使用THREE.AdditiveBlending，但这完全是个人喜好问题。

解决办法：

有一个更复杂的解决方案，已实现in this example，它每帧按深度对所有顶点进行一次排序。如果您查看its source code，您会看到在渲染循环中调用了sortPoints()，它将相机矩阵与几何体的世界矩阵相乘，以查看每个顶点深度并按顺序排序。