[카테고리:] Three.JS

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three.js에서 두께를 갖는 라인

OpenGL이나 이를 기반으로 하는 WebGL에서 3D 그래픽에서 두께를 갖는 라인을 표현하기 위해서는 원하는 만큼의 두께를 표현하기 위한 볼륨을 갖는 매시를 구성해야 합니다. 3D 그래픽에서는 기본적으로 라인을 오직 1 픽셀만큼의 두께로 표현할 수 있다는 제약이 있기 때문입니다. 사실 이런 제약은 OpenGL의 제약은 아니고 이를 구현하는 쪽에서의 표준을 충족하지 못했다고 보는게 맞습니다. 원래 OpenGL은 라인에 대해서도 두께를 지정할 수 있고 이에 맞게 라인을 표현해야한다라는 표준을 정했지만 이 표준을 구현하는 쪽에서 이를 구현하지 않았기 때문입니다.

three.js에서도 라인을 표현할때 아무리 두께에 대한 값을 설정해줘도 항상 1 pixel로 표현됩니다. 다행히도 three.js는 두께를 갖는 라인을 표현하기 위해 충분히 검증된 기능을 Line2라는 확장 Addon을 제공합니다. 이 Line2를 사용하면 원하는 두께를 갖는 라인을 표현할 수 있습니다.

이 Line2를 이용하기 위해 다음과 같은 import문이 필요합니다.

import { ..., Line2, LineMaterial, LineGeometry, GeometryUtils } from "three/addons/Addons.js"

그리고 원하는 형태의 라인의 좌표와 색상을 통해 라인을 생성합니다.

_setupModel() {
  const positions = [];
  const colors = [];
  const points = GeometryUtils.hilbert3D(
    new THREE.Vector3(0, 0, 0), 20.0, 1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7);
  const spline = new THREE.CatmullRomCurve3(points);
  const divisions = Math.round(3 * points.length);
  const point = new THREE.Vector3();
  const color = new THREE.Color();

  for (let i = 0, l = divisions; i < l; i++) {
    const t = i / l;
    spline.getPoint(t, point);
    positions.push(point.x, point.y, point.z);
    color.setHSL(t, 1, 0.5, THREE.SRGBColorSpace);
    colors.push(color.r, color.g, color.b);
  }

  const geometry = new LineGeometry();
  geometry.setPositions(positions);
  geometry.setColors(colors);

  const matLine = new LineMaterial({
    // wireframe: true,
    // color: 0xffffff,
    vertexColors: true,

    // worldUnits: false,
    linewidth: 10, // worldUnits이 false일 경우 pixel 단위

    // alphaToCoverage: true,

    // dashed: true,
    // dashSize: 3,
    // gapSize: 1,
    // dashScale: 1,
  });

  const line = new Line2(geometry, matLine);
  line.computeLineDistances();
  line.scale.set(1, 1, 1);
  this._scene.add(line);
}

결과는 다음과 같습니다.

위의 결과는 단순히 선으로 보이지만 사실 매시입니다. 코드 중 LineMaterial에 wireframe을 true로 설정하면 다음처럼 면으로 구성된 매시라는 점과 항상 카메라를 향하도록(빌보드) 설정되어 있다느 것을 알 수 있습니다.

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three.js의 보다 사실적인 유리 재질을 위한 dispersion 속성

어떤 유리를 보면 유리의 내부에서 마치 프리즘처럼 빛이 산란되어 보이는 경우가 있습니다. 유리를 마냥 투명하게만 표현하면 간혹 있는지 없는지스러운 느낌없는 느낌으로 표현되고 마는데요. 이때를 위해 재질의 속성 중 dispersion을 활용할 수 있습니다. 이 속성은 오직 MeshPhysicalMaterial에서만 제공된다는 안타까운 점은 있지만 유리와 같은 재질은 한두개만 만들어두고 재활용하는 경우가 대부분이므로 충분히 활용할만합니다.

아래 이미지는 dispersion에 대한 값 변화에 따른 표현입니다. (이미지 출처: three.js examples)

번외로 흔히 손쉽지만 매우 효과적인 광원으로 HDRi를 사용하는데요. 이는 정적인 데이터 파일을 이용하는 경우고 데이터 없이 이와 유사한 광원을 만들어 내는 방법이 있습니다. 바로 RoomEnvironment 확장 기능인데요. 이 클래스는 Scene을 상속받는 것으로 Scene으로 구성된 내용으로 PMREM 데이터(환경맵 데이터의 한 종류)를 생성할 수 있습니다. 이에 대해 관련된 코드는 다음과 같습니다. 즉, 아래의 코드가 있다면 별도의 광원이 필요하지 않습니다. 단, 그림자 표현을 위해서는 별도의 광원이 필요합니다.

const environment = new RoomEnvironment(this._renderer);
const pmremGenerator = new THREE.PMREMGenerator(this._renderer);
const env = pmremGenerator.fromScene(environment).texture;
this._scene.background = env;
this._scene.environment = env;
this._scene.backgroundBlurriness = 0.5;
environment.dispose();