AI 摘要：本文展示了如何通过极端的代码压缩（Code Golfing）和数学技巧，用 448 个字符的 GLSL 片段着色器绘制出包含山体、云雾、光照与动态相机的 3D 场景。作者详细讲解了每一步的构建过程：噪声函数的构造、空间旋转矩阵压缩、相机设置、光线步进（ray-marching）技术、体积光照（volumetric lighting）及色彩调制等，最后以创作性的数学与艺术融合收尾，展示了“极简代码亦能造美”的魔法。

1. 环境与灵感
• 项目灵感：用 448 字符实现完整 GLSL 视觉作品。
• 无网格、无贴图，仅用数学公式生成画面。
• 社区协作帮助进一步缩短代码。

2. 基础模板与开发环境
• 介绍 GLSL 片段着色器执行流程（per fragment）。
• 输入变量：分辨率 R、时间 T、像素位置 P。
• 使用自建工具 ShaderWorkshop 代替 Shadertoy，实现本地实时测试。

3. 噪声 (Noise)
• 从梯度噪声到基于正弦波（sin wave）的“假噪声”。
• 展示如何组合正弦波、取绝对值形成山峰与云层的纹理。
• 使用 fbm（Fractal Brownian Motion）叠加多频率噪声。
• 通过旋转与相移实现伪随机性。

4. 空间旋转 (Rotation)
• 推导二维旋转矩阵 mat2(cos θ, -sin θ, sin θ, cos θ)。
• 优化表示法——用 vec4 版余弦近似减少字符。
• 探讨不同矩阵近似方案与三角函数替代。
• 引入快速硬编码旋转矩阵（如 mat2(8,6,-6,8)*.1）。

5. 相机与坐标系统 (Camera & Axis)
• 将 2D 像素空间转换为 3D 射线坐标。
• 简化 lookAt 矩阵计算，通过归一化实现方向向量。
• 最终极简相机代码：vec3 rd = normalize(vec3(P+P - R, R.y));。

6. 山脉高度图 (Height Map)
• 使用累积噪声作为山体高度。
• 将循环条件反向（a+=a），节省字符。
• 内联常量、减少变量与花括号。
• 提供无栈化的简洁函数版本。

7. 光线步进 (Ray-Marching for Solids)
• 根据“距离场”（Distance Field）计算表面交点。
• 步长控制为 20% 安全缩进，避免穿透几何。
• 输出基于深度衰减与亮度法线的初步灰度效果。

8. 云与雾 (Volumetric Effects)
• 拓展噪声至 3D，模拟云层与体积雾。
• 引入 Beer-Lambert 光吸收模型。
• 使用固定步长和动态步长结合模拟体积光。
• 改写密度函数，使云雾兼容在一个表达式中。

9. 合并体积与固体光线步进
• 将 solid 与 volumetric 模型结合为统一循环。
• 条件控制判定 solid 命中及光散射抑制。
• 调整吸收与发光系数，实现光滑过渡与层次感。
• 通过 tanh() 实现快速色调映射（tone mapping）。

10. 色彩与气氛 (Color & Atmosphere
• 将红色分量独立增强，模拟落日光辉。
• 添加地平线散射光层（haze effect）。
• 通过 p.y 高度衰减生成神秘气氛。
• 小幅参数扰动制造动态呼吸式景深。

11. 代码极简与 Golfing 优化
• 减少变量名与类型声明，合并循环表达式。
• inlined 子函数、数学等价式替换、去注释。
• 最终仅 448 个字符实现所有视觉要素。
• 展示终极版本的可读及压缩形式。

12. 总结与艺术性思考
• 将算法、噪声、几何与物理模型浓缩为艺术。
• 代码之美在于极简纯粹，数学与光的共鸣。
• 作者反思现代开发生态与“纯代码艺术”的价值。
• 鼓励读者通过探索 GLSL 寻求创造与自由。

AI 摘要：本文详细介绍了如何使用 Three.js、GSAP 和 Web Audio API 构建一个科幻风格的 3D 音频可视化器，灵感来源于 Webflow & GSAP 社区挑战赛。作者通过创建一个响应音乐的“异常探测器”界面，将声音与视觉效果实时结合，打造了一个充满未来感的沉浸式体验。文章从 Three.js 场景搭建、音频分析、自定义着色器，到 GSAP 动画和交互设计，逐步讲解了实现过程，展示了创意编码如何将技术与艺术融合。

1. 项目背景与灵感
• 源于 Webflow & GSAP 社区挑战赛（主题为“Draggable & Inertia”），作者决定创建一个音乐响应的 3D 可视化器。
• 设计灵感是一个在黑暗虚空中发光的橙白渐变球体，通过 Midjourney 生成视觉原型，并结合 Photoshop 调整作为视觉基础。
• 目标是打造一个科幻“异常探测器”界面，通过音乐驱动视觉效果，融合声音与画面。

2. Three.js 场景搭建
• 使用 Three.js 创建 3D 场景，包括场景、透视相机和渲染器，设置相机位置以获得最佳视角。
• 添加 OrbitControls 实现点击拖拽旋转视角，并设置阻尼效果以提升流畅性。
• 核心对象“异常球体”由两部分组成：外部线框球体（基于 IcosahedronGeometry，使用自定义 ShaderMaterial 实现发光线框效果，随音乐变形）和内部发光球体（基于 SphereGeometry，半透明发光效果形成光晕）。
• 增加背景粒子效果和网格覆盖，结合 Midjourney 生成的背景图像，营造全息显示的科幻氛围。

3. Web Audio API 音频分析
• 使用 Web Audio API 分析音频，支持用户上传音频文件或选择预设曲目。
• 通过 AudioContext 和 AnalyserNode 实时获取音频频率数据（fftSize=2048，平滑常数为 0.8），计算音频强度（audioLevel）用于驱动视觉变化。
• 动画循环中持续更新频率数据，提取平均音量和峰值频率，显示在 UI 上作为“异常指标”。
• 将音频强度值传入着色器和动画，同步音效与视觉效果（如球体亮度、变形程度随音乐强度变化）。

4. 音频响应着色器开发
• 使用 Three.js 的 ShaderMaterial 编写自定义 GLSL 着色器，控制球体的动态外观。
• 顶点着色器：通过 Simplex 噪声函数实现顶点变形，随时间和音频强度变化，音乐强烈时球体更尖锐、混乱。
• 片段着色器：应用 Fresnel 效果增强边缘发光，随音频强度脉动，同时加入微弱的独立呼吸动画（sin 函数）。
• 内部发光球体使用 BackSide 渲染和加色混合，营造柔和光晕效果，增强能量场视觉感。

5. GSAP 动画与交互设计
• 使用 GSAP 实现流畅动画，如音频播放时的相机缩放（靠近球体）和暂停时的恢复，增强戏剧效果。
• 借助 GSAP 的 Draggable 和 InertiaPlugin 插件，制作可拖动的 UI 面板，支持动量效果，用户可“抛掷”面板，增加交互趣味性。
• 实验性地实现 3D 球体拖拽，通过自定义逻辑和惯性衰减模拟物理效果，用户可旋转和抛掷球体。
• GSAP 时间线用于编排多个动画序列（如文本淡出），确保交互和过渡自然流畅。

6. UI 设计与氛围营造
• 设计灵感来源于科幻控制面板，UI 使用简约风格（半透明深色面板、浅色文字），包括控制球体旋转速度、分辨率、变形程度和音频灵敏度的滑块。
• 增加音频频谱分析面板（基于 canvas 绘制频率条形图）和终端日志窗口，模拟高科技系统运行状态。
• 通过 CSS 实现屏幕网格覆盖，添加漂浮粒子效果，结合自制背景音乐，强化沉浸式科幻体验。

7. 总结与成果
• 最终作品是一个互动艺术品，用户加载音乐后，系统“启动”并同步音频与视觉，球体随音乐脉动变形，用户可通过控件调整效果或拖动面板/球体互动。
• 项目展示了 Three.js（渲染与着色器）、Web Audio API（音频分析）和 GSAP（交互动画）如何结合，创造多感官体验，体现了创意编码的潜力。

GSAP(greensock)：💚 Site of the Day - Gentlerain.ai

Such a fun shader! Gentle rain indeed.
credit: @ZajnoCrew
⚙️ ScrollTrigger Three.js @Webflow React
showcase → gsap.com/showcase