# 雾

本文是three.js系列文章的一部分。第一篇文章是three.js 基础。如果你是个新手，还没读过，请从那里开始。如果你还没读过有关摄像机的章节，请从这篇文章开始。

在3D引擎里，雾通常是基于离摄像机的距离褪色至某种特定颜色的方式。在three.js中添加雾是通过创建 `Fog` 或者 `FogExp2` 实例并设定scene的`fog` 属性。

`Fog` 让你设定 `near` 和 `far` 属性，代表距离摄像机的距离。任何物体比 `near` 近不会受到影响，任何物体比 `far` 远则完全是雾的颜色。在 `near` 和 `far` 中间的物体，会从它们自身材料的颜色褪色到雾的颜色。

`FogExp2` 会根据离摄像机的距离呈指数增长。

选择其中一个类型，创建雾并设定到场景中如下：

    const scene = new THREE.Scene();
    {
      const color = 0xFFFFFF;  // white
      const near = 10;
      const far = 100;
      scene.fog = new THREE.Fog(color, near, far);
    }

或者对于 `FogExp2` 会是：

    const scene = new THREE.Scene();
    {
      const color = 0xFFFFFF;
      const density = 0.1;
      scene.fog = new THREE.FogExp2(color, density);
    }

`FogExp2` 比较接近现实效果，但是 `Fog` 使用的更加普遍，因为它支持设定影响区域，所以你可以设定一定距离内显示清晰的场景，过了这段距离再褪色到某种颜色。

THREE.Fog
THREE.FogExp2

需要注意的是雾是作用在 渲染的物体 上的，是物体颜色中每个像素计算的一部分。这意味着如果你想让你的场景褪色到某种颜色，你需要设定雾 和 场景的背景颜色为同一种颜色。背景颜色通过`scene.background`属性设置。你可以通过 `THREE.Color` 选择背景颜色设置。例如：

    scene.background = new THREE.Color('#F00');  // red

fog blue, background red
fog blue, background blue

这是我们之前添加雾的例子。唯一的改动是在添加雾之后，我们设置了场景的背景颜色。

    const scene = new THREE.Scene();

    +{
    +  const near = 1;
    +  const far = 2;
    +  const color = 'lightblue';
    +  scene.fog = new THREE.Fog(color, near, far);
    +  scene.background = new THREE.Color(color);
    +}

在下面的例子，摄像机的 `near` 是0.1， `far` 是5，位于 `z = 2`的位置。方块为单位大小，位于Z=0的位置。这意味着将雾设置为 `near = 1` 和 `far = 2` ，方块会在它的中间位置淡出。

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让我们添加界面来调整雾。我们将再次使用lil-gui。lil-gui接收对象和属性参数，并自动为其创建界面。我们能够简单地操纵雾的 `near` 和 `far` 属性，但是 `near` 数值大于 `far` 是无效的，所以我们创建助手（helper）来确保 `near` 和 `far` 属性，让 `near` 小于或等于 `far` ， `far` 大于或等于 `near`。

    // We use this class to pass to lil-gui
    // so when it manipulates near or far
    // near is never > far and far is never < near
    class FogGUIHelper {
      constructor(fog) {
        this.fog = fog;
      }
      get near() {
        return this.fog.near;
      }
      set near(v) {
        this.fog.near = v;
        this.fog.far = Math.max(this.fog.far, v);
      }
      get far() {
        return this.fog.far;
      }
      set far(v) {
        this.fog.far = v;
        this.fog.near = Math.min(this.fog.near, v);
      }
    }

之后我们可以像这样添加

    {
      const near = 1;
      const far = 2;
      const color = 'lightblue';
      scene.fog = new THREE.Fog(color, near, far);
      scene.background = new THREE.Color(color);
    +
    +  const fogGUIHelper = new FogGUIHelper(scene.fog);
    +  gui.add(fogGUIHelper, 'near', near, far).listen();
    +  gui.add(fogGUIHelper, 'far', near, far).listen();
    }

当我们设置摄像机的时候，设置（助手的 `near` 和 `far` 以调节雾的最小值和最大值。

最后两行调用 `.listen()` 告诉lil-gui 监听 变化。当我们编辑 `far` 改变了 `near` 或者编辑 `near` 改变了 `far` ，lil-gui将会为我们更新其他属性的UI。

或许能够改变雾的颜色是个不错的主意，但是如上面提到的，我们需要保持雾的颜色和背景颜色一致。所以，让我们在助手上添加另一个 虚拟 属性，当lil-gui改变它时会设置这两个颜色。

lil-gui能够通过4种方式设置颜色。分别是6位hex字符串 (如: `#112233`)，色相、饱和度、明度的对象 (如: `{h: 60, s: 1, v: }`)，RGB数组 (如: `[255, 128, 64]`)，或者RGBA数组 (如: `[127, 200, 75, 0.3]`)。

对于我们的目的而言，最简单的是用hex字符串的方式，因为lil-gui只修改单个数值。幸运的是通过 `THREE.Color` 的 `getHexString` 方法我们能轻松地获得这个字符串，只需要在其前面添加 '#' 。

    // We use this class to pass to lil-gui
    // so when it manipulates near or far
    // near is never > far and far is never < near
    +// Also when lil-gui manipulates color we'll
    +// update both the fog and background colors.
    class FogGUIHelper {
    *  constructor(fog, backgroundColor) {
        this.fog = fog;
    +    this.backgroundColor = backgroundColor;
      }
      get near() {
        return this.fog.near;
      }
      set near(v) {
        this.fog.near = v;
        this.fog.far = Math.max(this.fog.far, v);
      }
      get far() {
        return this.fog.far;
      }
      set far(v) {
        this.fog.far = v;
        this.fog.near = Math.min(this.fog.near, v);
      }
    +  get color() {
    +    return `#${this.fog.color.getHexString()}`;
    +  }
    +  set color(hexString) {
    +    this.fog.color.set(hexString);
    +    this.backgroundColor.set(hexString);
    +  }
    }

然后我们调用 `gui.addColor` 来为我们的助手虚拟属性添加颜色界面。

    {
      const near = 1;
      const far = 2;
      const color = 'lightblue';
      scene.fog = new THREE.Fog(color, near, far);
      scene.background = new THREE.Color(color);

    *  const fogGUIHelper = new FogGUIHelper(scene.fog, scene.background);
      gui.add(fogGUIHelper, 'near', near, far).listen();
      gui.add(fogGUIHelper, 'far', near, far).listen();
    +  gui.addColor(fogGUIHelper, 'color');
    }

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你可以观察到，设置 `near` 如1.9， `far` 为2.0能在未雾化和完全雾化之间获得锐利的变化效果，而设置 `near` = 1.1， `far` = 2.9 会让我们旋转的方块在距离摄像机2个单位距离的位置获得最平滑的变化效果。

最后， `fog` 在材料上有个布尔属性，用来设置渲染物体的材料是否会受到雾的影响。对于大多数材料而言默认设置为 `true` ，作为你可能想关掉雾生效的例子，设想下你正在制作一个3D车辆模拟器并处于驾驶员座位或座舱的视角，你很可能为了看清车内的物体将它们的是否受雾影响属性关闭。

一个更好的例子会是一个外面弥漫浓雾的房子。让我们假设将雾设置在2米外 (near = 2) 并且在4米的地方完全进入雾中 (far = 4)。房间大于2米并且很可能大于4米，那么你需要将房子内的材质设置为不受雾的影响，否则当站在房子内尽头往墙壁外看会觉得房子是在雾里。

fog: true, all

注意房间尽头的墙壁和天花板正受到雾的影响，当我们把房子材料上的是否受雾影响属性关闭可以解决这个问题。

fog: true, only outside materials