| New file | 
|  |  |  | 
|---|
|  |  |  | import { | 
|---|
|  |  |  | BackSide, | 
|---|
|  |  |  | BoxGeometry, | 
|---|
|  |  |  | Mesh, | 
|---|
|  |  |  | ShaderMaterial, | 
|---|
|  |  |  | UniformsUtils, | 
|---|
|  |  |  | Vector3 | 
|---|
|  |  |  | } from '../three.module.js'; | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | /** | 
|---|
|  |  |  | * Based on "A Practical Analytic Model for Daylight" | 
|---|
|  |  |  | * aka The Preetham Model, the de facto standard analytic skydome model | 
|---|
|  |  |  | * https://www.researchgate.net/publication/220720443_A_Practical_Analytic_Model_for_Daylight | 
|---|
|  |  |  | * | 
|---|
|  |  |  | * First implemented by Simon Wallner | 
|---|
|  |  |  | * http://www.simonwallner.at/projects/atmospheric-scattering | 
|---|
|  |  |  | * | 
|---|
|  |  |  | * Improved by Martin Upitis | 
|---|
|  |  |  | * http://blenderartists.org/forum/showthread.php?245954-preethams-sky-impementation-HDR | 
|---|
|  |  |  | * | 
|---|
|  |  |  | * Three.js integration by zz85 http://twitter.com/blurspline | 
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|  |  |  | */ | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | class Sky extends Mesh { | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | constructor() { | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | const shader = Sky.SkyShader; | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | const material = new ShaderMaterial( { | 
|---|
|  |  |  | name: 'SkyShader', | 
|---|
|  |  |  | fragmentShader: shader.fragmentShader, | 
|---|
|  |  |  | vertexShader: shader.vertexShader, | 
|---|
|  |  |  | uniforms: UniformsUtils.clone( shader.uniforms ), | 
|---|
|  |  |  | side: BackSide, | 
|---|
|  |  |  | depthWrite: false | 
|---|
|  |  |  | } ); | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | super( new BoxGeometry( 1, 1, 1 ), material ); | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | } | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | } | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | Sky.prototype.isSky = true; | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | Sky.SkyShader = { | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | uniforms: { | 
|---|
|  |  |  | 'turbidity': { value: 2 }, | 
|---|
|  |  |  | 'rayleigh': { value: 1 }, | 
|---|
|  |  |  | 'mieCoefficient': { value: 0.005 }, | 
|---|
|  |  |  | 'mieDirectionalG': { value: 0.8 }, | 
|---|
|  |  |  | 'sunPosition': { value: new Vector3() }, | 
|---|
|  |  |  | 'up': { value: new Vector3( 0, 1, 0 ) } | 
|---|
|  |  |  | }, | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | vertexShader: /* glsl */` | 
|---|
|  |  |  | uniform vec3 sunPosition; | 
|---|
|  |  |  | uniform float rayleigh; | 
|---|
|  |  |  | uniform float turbidity; | 
|---|
|  |  |  | uniform float mieCoefficient; | 
|---|
|  |  |  | uniform vec3 up; | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | varying vec3 vWorldPosition; | 
|---|
|  |  |  | varying vec3 vSunDirection; | 
|---|
|  |  |  | varying float vSunfade; | 
|---|
|  |  |  | varying vec3 vBetaR; | 
|---|
|  |  |  | varying vec3 vBetaM; | 
|---|
|  |  |  | varying float vSunE; | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | // constants for atmospheric scattering | 
|---|
|  |  |  | const float e = 2.71828182845904523536028747135266249775724709369995957; | 
|---|
|  |  |  | const float pi = 3.141592653589793238462643383279502884197169; | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | // wavelength of used primaries, according to preetham | 
|---|
|  |  |  | const vec3 lambda = vec3( 680E-9, 550E-9, 450E-9 ); | 
|---|
|  |  |  | // this pre-calcuation replaces older TotalRayleigh(vec3 lambda) function: | 
|---|
|  |  |  | // (8.0 * pow(pi, 3.0) * pow(pow(n, 2.0) - 1.0, 2.0) * (6.0 + 3.0 * pn)) / (3.0 * N * pow(lambda, vec3(4.0)) * (6.0 - 7.0 * pn)) | 
|---|
|  |  |  | const vec3 totalRayleigh = vec3( 5.804542996261093E-6, 1.3562911419845635E-5, 3.0265902468824876E-5 ); | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | // mie stuff | 
|---|
|  |  |  | // K coefficient for the primaries | 
|---|
|  |  |  | const float v = 4.0; | 
|---|
|  |  |  | const vec3 K = vec3( 0.686, 0.678, 0.666 ); | 
|---|
|  |  |  | // MieConst = pi * pow( ( 2.0 * pi ) / lambda, vec3( v - 2.0 ) ) * K | 
|---|
|  |  |  | const vec3 MieConst = vec3( 1.8399918514433978E14, 2.7798023919660528E14, 4.0790479543861094E14 ); | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | // earth shadow hack | 
|---|
|  |  |  | // cutoffAngle = pi / 1.95; | 
|---|
|  |  |  | const float cutoffAngle = 1.6110731556870734; | 
|---|
|  |  |  | const float steepness = 1.5; | 
|---|
|  |  |  | const float EE = 1000.0; | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | float sunIntensity( float zenithAngleCos ) { | 
|---|
|  |  |  | zenithAngleCos = clamp( zenithAngleCos, -1.0, 1.0 ); | 
|---|
|  |  |  | return EE * max( 0.0, 1.0 - pow( e, -( ( cutoffAngle - acos( zenithAngleCos ) ) / steepness ) ) ); | 
|---|
|  |  |  | } | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | vec3 totalMie( float T ) { | 
|---|
|  |  |  | float c = ( 0.2 * T ) * 10E-18; | 
|---|
|  |  |  | return 0.434 * c * MieConst; | 
|---|
|  |  |  | } | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | void main() { | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | vec4 worldPosition = modelMatrix * vec4( position, 1.0 ); | 
|---|
|  |  |  | vWorldPosition = worldPosition.xyz; | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | gl_Position = projectionMatrix * modelViewMatrix * vec4( position, 1.0 ); | 
|---|
|  |  |  | gl_Position.z = gl_Position.w; // set z to camera.far | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | vSunDirection = normalize( sunPosition ); | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | vSunE = sunIntensity( dot( vSunDirection, up ) ); | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | vSunfade = 1.0 - clamp( 1.0 - exp( ( sunPosition.y / 450000.0 ) ), 0.0, 1.0 ); | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | float rayleighCoefficient = rayleigh - ( 1.0 * ( 1.0 - vSunfade ) ); | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | // extinction (absorbtion + out scattering) | 
|---|
|  |  |  | // rayleigh coefficients | 
|---|
|  |  |  | vBetaR = totalRayleigh * rayleighCoefficient; | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | // mie coefficients | 
|---|
|  |  |  | vBetaM = totalMie( turbidity ) * mieCoefficient; | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | }`, | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | fragmentShader: /* glsl */` | 
|---|
|  |  |  | varying vec3 vWorldPosition; | 
|---|
|  |  |  | varying vec3 vSunDirection; | 
|---|
|  |  |  | varying float vSunfade; | 
|---|
|  |  |  | varying vec3 vBetaR; | 
|---|
|  |  |  | varying vec3 vBetaM; | 
|---|
|  |  |  | varying float vSunE; | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | uniform float mieDirectionalG; | 
|---|
|  |  |  | uniform vec3 up; | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | const vec3 cameraPos = vec3( 0.0, 0.0, 0.0 ); | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | // constants for atmospheric scattering | 
|---|
|  |  |  | const float pi = 3.141592653589793238462643383279502884197169; | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | const float n = 1.0003; // refractive index of air | 
|---|
|  |  |  | const float N = 2.545E25; // number of molecules per unit volume for air at 288.15K and 1013mb (sea level -45 celsius) | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | // optical length at zenith for molecules | 
|---|
|  |  |  | const float rayleighZenithLength = 8.4E3; | 
|---|
|  |  |  | const float mieZenithLength = 1.25E3; | 
|---|
|  |  |  | // 66 arc seconds -> degrees, and the cosine of that | 
|---|
|  |  |  | const float sunAngularDiameterCos = 0.999956676946448443553574619906976478926848692873900859324; | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | // 3.0 / ( 16.0 * pi ) | 
|---|
|  |  |  | const float THREE_OVER_SIXTEENPI = 0.05968310365946075; | 
|---|
|  |  |  | // 1.0 / ( 4.0 * pi ) | 
|---|
|  |  |  | const float ONE_OVER_FOURPI = 0.07957747154594767; | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | float rayleighPhase( float cosTheta ) { | 
|---|
|  |  |  | return THREE_OVER_SIXTEENPI * ( 1.0 + pow( cosTheta, 2.0 ) ); | 
|---|
|  |  |  | } | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | float hgPhase( float cosTheta, float g ) { | 
|---|
|  |  |  | float g2 = pow( g, 2.0 ); | 
|---|
|  |  |  | float inverse = 1.0 / pow( 1.0 - 2.0 * g * cosTheta + g2, 1.5 ); | 
|---|
|  |  |  | return ONE_OVER_FOURPI * ( ( 1.0 - g2 ) * inverse ); | 
|---|
|  |  |  | } | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | void main() { | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | vec3 direction = normalize( vWorldPosition - cameraPos ); | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | // optical length | 
|---|
|  |  |  | // cutoff angle at 90 to avoid singularity in next formula. | 
|---|
|  |  |  | float zenithAngle = acos( max( 0.0, dot( up, direction ) ) ); | 
|---|
|  |  |  | float inverse = 1.0 / ( cos( zenithAngle ) + 0.15 * pow( 93.885 - ( ( zenithAngle * 180.0 ) / pi ), -1.253 ) ); | 
|---|
|  |  |  | float sR = rayleighZenithLength * inverse; | 
|---|
|  |  |  | float sM = mieZenithLength * inverse; | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | // combined extinction factor | 
|---|
|  |  |  | vec3 Fex = exp( -( vBetaR * sR + vBetaM * sM ) ); | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | // in scattering | 
|---|
|  |  |  | float cosTheta = dot( direction, vSunDirection ); | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | float rPhase = rayleighPhase( cosTheta * 0.5 + 0.5 ); | 
|---|
|  |  |  | vec3 betaRTheta = vBetaR * rPhase; | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | float mPhase = hgPhase( cosTheta, mieDirectionalG ); | 
|---|
|  |  |  | vec3 betaMTheta = vBetaM * mPhase; | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | vec3 Lin = pow( vSunE * ( ( betaRTheta + betaMTheta ) / ( vBetaR + vBetaM ) ) * ( 1.0 - Fex ), vec3( 1.5 ) ); | 
|---|
|  |  |  | Lin *= mix( vec3( 1.0 ), pow( vSunE * ( ( betaRTheta + betaMTheta ) / ( vBetaR + vBetaM ) ) * Fex, vec3( 1.0 / 2.0 ) ), clamp( pow( 1.0 - dot( up, vSunDirection ), 5.0 ), 0.0, 1.0 ) ); | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | // nightsky | 
|---|
|  |  |  | float theta = acos( direction.y ); // elevation --> y-axis, [-pi/2, pi/2] | 
|---|
|  |  |  | float phi = atan( direction.z, direction.x ); // azimuth --> x-axis [-pi/2, pi/2] | 
|---|
|  |  |  | vec2 uv = vec2( phi, theta ) / vec2( 2.0 * pi, pi ) + vec2( 0.5, 0.0 ); | 
|---|
|  |  |  | vec3 L0 = vec3( 0.1 ) * Fex; | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | // composition + solar disc | 
|---|
|  |  |  | float sundisk = smoothstep( sunAngularDiameterCos, sunAngularDiameterCos + 0.00002, cosTheta ); | 
|---|
|  |  |  | L0 += ( vSunE * 19000.0 * Fex ) * sundisk; | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | vec3 texColor = ( Lin + L0 ) * 0.04 + vec3( 0.0, 0.0003, 0.00075 ); | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | vec3 retColor = pow( texColor, vec3( 1.0 / ( 1.2 + ( 1.2 * vSunfade ) ) ) ); | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | gl_FragColor = vec4( retColor, 1.0 ); | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | #include <tonemapping_fragment> | 
|---|
|  |  |  | #include <encodings_fragment> | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | }` | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | }; | 
|---|
|  |  |  |  | 
|---|
|  |  |  | export { Sky }; | 
|---|