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Three.js Instances: Rendering Multiple Objects Simultaneously

AI 摘要:本文详细介绍了在 Three.js 中使用实例化(Instancing)技术来优化性能,同时渲染多个对象。通过实例化,可以将多个共享相同几何形状和材质的对象合并为一个绘制调用(Draw Call),显著减少 CPU 到 GPU 的通信开销,从而提升渲染效率。文章结合 React Three Fiber 和 drei 库,提供了从基础实例化到复杂场景(如森林渲染)的完整教程,涵盖了自定义着色器、实例属性调整以及多种实例集的实现方法。

1. 引言:介绍了实例化的基本概念及其性能优势。实例化允许在一次绘制调用中渲染多个共享几何形状和材质的对象,例如渲染森林中的树木、岩石和草地时,可以大幅减少绘制调用次数,提升性能。
2. 基础实例化:以渲染一千个盒子为例,展示了传统方法与使用 drei/instances 的实例化方法的对比。传统方法需要一千次绘制调用,而实例化方法仅需一次,显著优化了性能。
3. 多组实例化:讨论了如何使用 drei 的 createInstances() 函数创建多个实例集,例如同时渲染盒子和球体(一千个盒子与一千个球体),最终仅需两次绘制调用。
4. 自定义着色器的实例化:讲解了如何为实例化对象创建自定义着色器材料,包括顶点动画(如 blob 效果)。通过 instanceMatrix 属性解决位置重叠问题,确保每个实例有独立的变换。
5. 调整实例属性:介绍了如何通过 InstancedAttribute 为每个实例设置自定义属性,例如为 blob 动画添加时间偏移(timeShift),实现独立动画效果。
6. 创建森林场景:以渲染一千棵树为例,展示了如何加载 3D 模型并应用实例化技术,最终仅用三次绘制调用完成整个森林场景(包括天空盒和地面)。还通过随机位置、高度和旋转增加场景多样性。
7. 进一步阅读:提及了未深入探讨但值得关注的主题,如批量网格(Batched Meshes)、骨骼动画(Skeletons)以及变形(Morphing)与批量网格的结合。


author Matias Gonzalez Fernandez
 
 
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