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name: guofeng-threejs
description: 国风 3D 网页渲染。当用户要"水墨风 3D""中国风网页特效""Three.js 水墨""国风 H5""青绿山水 3D""非真实感渲染 NPR""古风 WebGL"时使用。提供可运行的中式渲染 shader 与实现方法，不是通用 Three.js 教程。
metadata:
author: sanhuang520-ship-it
category: development
tags: development, design, animation, chinese
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# 国风 Three.js 渲染
**定位说明**：通用 Three.js 教程已经很多（英文社区有大量高质量资源）。
这个技能只做一件他们不做的事——**中式美学的实时渲染**。
## 什么时候用
中国风官网 / 文旅 H5 / 品牌活动页 / 水墨风交互 / 国风游戏原型 / 非真实感渲染（NPR）。
**不适用**：通用 3D 建模、物理仿真、写实渲染——那些去看 Three.js 官方文档更好。
## 先问清楚
1. **载体**（PC 官网 / 手机 H5 / 微信内嵌）—— 决定性能预算
2. **要哪种中式质感**（水墨 / 青绿山水 / 敦煌壁画 / 剪纸皮影）
3. **有没有模型**（有 glTF？还是用几何体？）
4. **动效需求**（自动旋转 / 跟随鼠标 / 滚动驱动）
> ⚠️ **移动端警告**：Three.js + 自定义 shader 在中低端安卓上会明显发热掉帧。
> H5 项目务必先确认目标机型，必要时降级为静态图。
## 水墨渲染的三个核心
水墨效果不是加个滤镜，是**三件事的组合**：
### 1️⃣ 墨分五色 —— 色阶量化
真实光照是连续的，水墨是**分层**的。把明暗量化成 5 阶：
```glsl
float lam = max(dot(N, normalize(uLight)), 0.0);
float steps = 5.0;
float q = floor(clamp(lam, 0.0, 1.0) * steps) / (steps - 1.0);
vec3 col = mix(uInk, uPaper, q); // 浓墨 → 纸白
```
> 阶数太多（>8）失去水墨感，太少（<3）像色块。**5 阶是甜点**。
### 2️⃣ 边缘积墨 —— rim 压深
毛笔在轮廓处停留更久，墨更浓。用视线与法线夹角模拟：
```glsl
float rim = 1.0 - max(dot(N, normalize(vV)), 0.0);
float edge = smoothstep(0.45, 0.95, rim);
col = mix(col, uInk, edge * 0.85);
```
### 3️⃣ 笔触扰动 —— 噪声打破机械感
纯数学量化的边界太整齐，不像手绘。**在量化前扰动光照值**：
```glsl
float n = noise(vP * 5.5 + uTime * 0.06);
lam += (n - 0.5) * 0.16; // 扰动幅度别超过 0.2
```
再叠一层细噪声当宣纸颗粒：
```glsl
col *= 0.97 + 0.03 * noise(vP * 40.0);
```
+ ## 剪纸皮影：把水墨那套反过来
+
+ 水墨方案的三步是「量化明暗 → 边缘压深 → 噪声扰动」。剪纸皮影**每一步都要反着做**，
+ 这也是为什么它值得单独实现一遍——能验证这套思路不是只会「色调分离」一招。
+
+ ### 1️⃣ 完全平面化 —— 不写 `dot(N, L)`
+
+ 皮影是一张平的皮子，正面背面一个色，没有受光面和背光面。所以片元着色器里
+ **刻意不引入光照项**：
+
+ ```glsl
+ // 水墨： float lam = max(dot(N, uLight), 0.0); → 再量化
+ // 皮影： 直接就是纸的本色，颜色不随朝向变化
+ vec3 col = uPaper;
+ ```
+
+ ### 2️⃣ 背光透射 —— rim 往亮里走，不往暗里走
+
+ 同样是 rim，方向完全相反：水墨用它压出浓墨，皮影用它表现灯光从薄边透出来。
+
+ ```glsl
+ float rim = 1.0 - max(dot(N, normalize(vV)), 0.0);
+ float bleed = smoothstep(0.05, 0.75, rim);
+ col = mix(col, uGlow, bleed * 0.95); // 水墨这里是 mix(col, uInk, ...)
+ ```
+
+ 阈值要放低、范围要拉宽，否则只有镂空边缘发光、外轮廓是死的。
+
+ ### 3️⃣ 信息量在「镂空」不在「体积」
+
+ 剪纸没有明暗层次可用，全靠轮廓和镂空说话，所以几何体要用 `Shape` + `holes`
+ 而不是现成的球/环：
+
+ - **瓣尖必须尖**：`pow(abs(cos(n*t/2)), 1.9)` 把峰压尖、谷压宽。用圆润的
+ 正弦花瓣会像齿轮，不像刀剪的。
+ - **放射长条槽比圆孔像得多**：`Path.absellipse(..., rotation)` 让长轴对准圆心。
+ - **多层要错开**：三层同心同大小时，前面那张会把后面全挡住，「层」根本看不出来。
+ 尺寸拉开 + 初始角度错开 + 轻微偏移才有叠透效果。
+
+ ### 灯光与幕布
+
+ 皮影的光源在幕布后面，画面是「暗幕布上一盏灯」，**不是满屏发光**。
+ 灯晕范围和强度都要收着用，否则背景过曝会把剪影吞掉。
+
## 配色方案
复用中国传统色，三套起步：
| 风格 | 纸色 | 浓墨 | 中间调 |
|------|------|------|--------|
| **水墨** | `#F7F5F0` | `#2E2A26` | `#5A5550` |
| **青绿** | `#F2F5F2` | `#14322B` | `#2F6B5E` |
| **朱砂** | `#FBF7F4` | `#3A1512` | `#B23A2E` |
> 关键：**背景色要和纸色一致**，否则物体像贴在画上而不是画在纸上。
## 完整可运行示例
- `demo.html` 是一个完整的单文件实现（Three.js r170 + importmap，无需构建）：
+ `demo.html` —— 水墨（Three.js r170 + importmap，单文件无需构建）：
- 实时水墨 shader（上面三个技法全在里面）
- - 三套配色可切换
+ - 三套配色可切换（水墨 / 青绿 / 朱砂）
- 实测：2 draw call / 14496 三角面 / WebGL 无错误
+ `papercut-demo.html` —— 剪纸皮影（2026-08-20 新增）：
+
+ - **和水墨正好相反的一套做法**，见下面「剪纸皮影」一节
+ - 三层镂空叠透 + 幕布灯晕，三套配色可切换（皮影 / 窗花 / 敦煌）
+ - 实测：headless Chrome 真 GPU 渲染无 WebGL 错误；1400×950 与 390×844
+ 两种尺寸都完整成像（相机距离按宽高比自适应，早期版本在竖屏会裁掉一圈）
+
在线预览：https://sanhuang520-ship-it.github.io/awesome-chinese-ai-tools/themes/ink3d.html
### 只做方案审查时
用户明确说“不修改、不运行，只做技术方案或检查现成 Demo”时，**先给结论，限制读取范围**：
1. 先用本文件已有的三项技法、性能要点和 Demo 路径回答。
2. 如需核对实现，只搜索 `demo.html` 中与问题直接相关的行；不要整文件输出，也不要读取 `intro-demo.html`，除非用户问开场动画。
3. 最多核对 3 类证据：Three.js 版本、shader 关键字、性能保护。每类只摘必要行号与结论。
4. 不启动浏览器、不运行 Demo，就明确写“静态源码审查，未做运行时验证”。
静态审查应控制在：**技术结论 → 移动端风险 → Demo 路径 → 未验证项**，不要因为仓库里已有源码就展开成逐行代码审计。
#### 用户给出字数上限时
字数上限是硬门槛，不是大致篇幅。先在内部压缩并计数字符，再只输出成品；不要把过程说明、长绝对路径或额外寒暄计入最终答案。中文短审查优先使用下面的紧凑结构：
```text
结论：静态思路可行，未运行。
技法：①…；②…；③…。
风险：①…；②…；③…。
路径：`skills/guofeng-threejs/demo.html`；`skills/guofeng-threejs/intro-demo.html`。
未实测：FPS/功耗/内存、目标机型与 WebView、降级和上下文恢复。
```
- 用户要求 300 字内时，最终响应按 Unicode 字符计数必须 `<= 300`；拿不准就压到约 220–260 字留余量。
- 路径用仓库相对路径，不泄露临时目录或用户本机路径。
- 用户禁止运行时，只做 `rg` / 定点读取等静态核对；不要启动浏览器、服务器、构建或 Demo。
## 其他中式风格的思路
| 风格 | 关键技法 |
|------|---------|
| **青绿山水** | 色阶量化 + 石青石绿双色映射 + 金色描边（edge 用暖金而非墨黑） |
| **敦煌壁画** | 基础色阶 + 强噪声做斑驳 + 土红/石青三色限定 |
- | **剪纸皮影** | 完全平面化（关掉光照）+ 纯剪影 + 背光透射（rim 用暖光而非压深） |
+ | **剪纸皮影** | ✅ **已实现**，见 `papercut-demo.html` 与下节 |
| **工笔** | 提高色阶数（8-10）+ 细线描边（Sobel 后处理）+ 高饱和矿物色 |
## 性能要点
1. **shader 里的 noise 很贵**。手机端把 `noise(vP * 40.0)` 的纸纹改成贴图采样。
2. **draw call 越少越好**。同材质的物体用 `InstancedMesh`。
3. **像素比要限制**：`renderer.setPixelRatio(Math.min(devicePixelRatio, 2))`，否则高分屏直接卡死。
4. **不用后处理就别引 EffectComposer**，能在材质里做的就在材质里做。
5. 移动端建议 **60fps 掉到 30fps 就该降级**——加个 FPS 监测自动降质量。
## 边界
1. **不做通用 Three.js 教学**。基础用法请看 [官方文档](https://threejs.org/docs/)，这里只讲中式渲染。
2. **不保证跨设备一致**。GLSL 在不同 GPU/驱动上有精度差异，重要项目要真机测。
3. **不模仿具体画家风格**。可以做"水墨感"，不做"齐白石风格"——风格模仿有争议。
4. **不确定的图形学细节要说明**。涉及特定 GPU 兼容性、WebGPU 迁移等，建议查最新文档。
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