十分钟快速实战Three.js

2021-12-01 09:30:19 浏览数 (1)

前言

本文不会对Three.js几何体、材质、相机、模型、光源等概念详细讲解，会首先分成几个模块给大家快速演示一盒小案例。大家可以根据这几个模块快速了解Three.js的无限魅力。

学习

我们会使用Three.js简单做一个立方体，为了大家更能宏观的了解Three.js。我将会分解成代码段（模块）来进行开发。模块如下：

  • 场景对象
  • 网格模型
  • 光源
  • 相机
  • 渲染器对象
  • 渲染操作

1. 创建html文件

首先，我们得创建一个html文件，这样才有地方开发。创建完成后，我们可以引入Three.js文件，今天，它可是主角。我是直接引入远程URL地址进行加载，你也可以去官网进行下载到本地引入。

代码语言：javascript复制
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
  <head>
    <meta charset="UTF-8" />
    <title>three.js小案例</title>
    <!--引入three.js-->
    <script src="https://unpkg.com/three@0.122.0/build/three.js"></script>
  </head>

  <body>
  
  </body>
</html>

2. 创建场景对象

借助Three.js引擎创建好一个虚拟的三维场景。

代码语言：javascript复制
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
  <head>
    <meta charset="UTF-8" />
    <title>three.js小案例</title>
    <!--引入three.js-->
    <script src="https://unpkg.com/three@0.122.0/build/three.js"></script>
  </head>

  <body>
  <script>  
      /*
       * 创建场景对象Scene
       */
      var scene = new THREE.Scene();
    </script>
  </body>
</html>

3. 创建网格模型

这行代码new THREE.BoxGeometry(200, 200, 200)的意思是创建了一个长200、宽200、高200的立方体对象。然后并通过代码new THREE.MeshLambertMaterial给立方体对象定义材质，这里可以理解成立方体的属性（包含了颜色、透明度等属性），这里暂时列举颜色属性。然后我们需要将立方体与属性联系起来，就用到网格模型，将两者作为构造函数Mesh的两个参数传进去，最后添加到场景里面。

代码语言：javascript复制
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
  <head>
    <meta charset="UTF-8" />
    <title>three.js小案例</title>
    <!--引入three.js-->
    <script src="https://unpkg.com/three@0.122.0/build/three.js"></script>
  </head>

  <body>
  <script>  
      /*
       * 创建场景对象
       */
      var scene = new THREE.Scene();
      /*
       * 创建网格模型
       */
      var geometry = new THREE.BoxGeometry(200, 200, 200); //创建一个立方体几何对象Geometry
      var material = new THREE.MeshLambertMaterial({
        color: '#f4f4f4',
      }); //材质对象Material
      var mesh = new THREE.Mesh(geometry, material); //网格模型对象Mesh
      scene.add(mesh); //网格模型添加到场景中
    </script>
  </body>
</html>

4. 设置光源

代码new THREE.PointLight('#fff')创建了一个点光源对象，参数#fff定义的是光照强度， 你可以尝试把参数更改为#666，你会看到立方体的表面颜色变暗，这很好理解，实际生活中灯光强度变低了，周围的景物自然暗淡。比如夜空中的照明弹就是一个点光源例子。代码THREE.AmbientLight('#333')创建了一个环境光对象，环境光的颜色会影响到整个场景，环境光没有特定的光源，是模拟漫反射的一种光源，因此不需要指定位置它能将灯光均匀地照射在场景中每个物体上面，一般情况下用来弱化阴影或者添加一些颜色到环境中，因此不能将环境光作为场景中的唯一光源。

代码语言：javascript复制
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
  <head>
    <meta charset="UTF-8" />
    <title>three.js小案例</title>
    <!--引入three.js-->
    <script src="https://unpkg.com/three@0.122.0/build/three.js"></script>
  </head>

  <body>
  <script>  
      /*
       * 创建场景对象
       */
      var scene = new THREE.Scene();
      /*
       * 创建网格模型
       */
      var geometry = new THREE.BoxGeometry(200, 200, 200); //创建一个立方体几何对象Geometry
      var material = new THREE.MeshLambertMaterial({
        color: '#f4f4f4',
      }); //材质对象Material
      var mesh = new THREE.Mesh(geometry, material); //网格模型对象Mesh
      scene.add(mesh); //网格模型添加到场景中
      /*
       * 设置光源
       */
      var point = new THREE.PointLight('#fff'); //点光源
      point.position.set(300, 100, 200); //点光源位置
      scene.add(point); //点光源添加到场景中
      
      var ambient = new THREE.AmbientLight('#333');//环境光
      scene.add(ambient); //环境光添加到场景中
    </script>
  </body>
</html>

5.设置相机

代码new THREE.OrthographicCamera(-s * k, s * k, s, -s, 1, 1000)创建了一个正射投影相机对象， 什么是“正射投影”，什么是“相机对象”， 比如把该构造函数参数中用到的参数s，也就是代码var s = 200中定义的一个系数，可以把200更改为300,你会发现立方体显示效果变小，这很好理解，相机构造函数的的前四个参数定义的是拍照窗口大小， 就像平时拍照一样，取景范围为大，被拍的人相对背景自然变小了。camera.position.set(200, 300, 200);和camera.lookAt(scene.position)定义的是相机的位置和拍照方向，可以更改camera.position.set(200,300,200)参数重新定义的相机位置，把第一个参数也就是x坐标从200更改为250， 你会发现立方的在屏幕上呈现的角度变了，这就像你生活中拍照人是同一个人，但是你拍照的位置角度不同，显示的效果肯定不同。这些具体的参数细节可以不用管， 至少你知道相机可以缩放显示三维场景、对三维场景的不同角度进行取景显示。

代码语言：javascript复制
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
  <head>
    <meta charset="UTF-8" />
    <title>three.js小案例</title>
    <!--引入three.js-->
    <script src="https://unpkg.com/three@0.122.0/build/three.js"></script>
  </head>

  <body>
  <script>  
      /*
       * 创建场景对象
       */
      var scene = new THREE.Scene();
      /*
       * 创建网格模型
       */
      var geometry = new THREE.BoxGeometry(200, 200, 200); //创建一个立方体几何对象Geometry
      var material = new THREE.MeshLambertMaterial({
        color: '#f4f4f4',
      }); //材质对象Material
      var mesh = new THREE.Mesh(geometry, material); //网格模型对象Mesh
      scene.add(mesh); //网格模型添加到场景中
      /*
       * 设置光源
       */
      var point = new THREE.PointLight('#fff'); //点光源
      point.position.set(300, 100, 200); //点光源位置
      scene.add(point); //点光源添加到场景中
      var ambient = new THREE.AmbientLight('#333');//环境光
      scene.add(ambient); //环境光添加到场景中
      /*
       * 设置相机
       */
      var width = window.innerWidth; //窗口宽度
      var height = window.innerHeight; //窗口高度
      var k = width / height; //窗口宽高比
      var s = 200; //三维场景显示范围控制系数，系数越大，显示的范围越大
      //创建相机对象
      var camera = new THREE.OrthographicCamera(-s * k, s * k, s, -s, 1, 1000);
      camera.position.set(200, 300, 200); //设置相机位置
      camera.lookAt(scene.position); //设置相机方向(指向的场景对象)
    </script>
  </body>
</html>

6.创建渲染器对象

Three.js是基于原生WebGL封装运行的三维引擎。所以浏览器利用代码new THREE.WebGLRenderer()就会渲染出一帧图像。可以设置渲染区域尺寸和背景颜色。

代码语言：javascript复制
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
  <head>
    <meta charset="UTF-8" />
    <title>three.js小案例</title>
    <!--引入three.js-->
    <script src="https://unpkg.com/three@0.122.0/build/three.js"></script>
  </head>

  <body>
  <script>  
      /*
       * 创建场景对象
       */
      var scene = new THREE.Scene();
      /*
       * 创建网格模型
       */
      var geometry = new THREE.BoxGeometry(200, 200, 200); //创建一个立方体几何对象Geometry
      var material = new THREE.MeshLambertMaterial({
        color: '#f4f4f4',
      }); //材质对象Material
      var mesh = new THREE.Mesh(geometry, material); //网格模型对象Mesh
      scene.add(mesh); //网格模型添加到场景中
      /*
       * 设置光源
       */
      var point = new THREE.PointLight('#fff'); //点光源
      point.position.set(300, 100, 200); //点光源位置
      scene.add(point); //点光源添加到场景中
      var ambient = new THREE.AmbientLight('#333');//环境光
      scene.add(ambient); //环境光添加到场景中
      /*
       * 设置相机
       */
      var width = window.innerWidth; //窗口宽度
      var height = window.innerHeight; //窗口高度
      var k = width / height; //窗口宽高比
      var s = 200; //三维场景显示范围控制系数，系数越大，显示的范围越大
      //创建相机对象
      var camera = new THREE.OrthographicCamera(-s * k, s * k, s, -s, 1, 1000);
      camera.position.set(200, 300, 200); //设置相机位置
      camera.lookAt(scene.position); //设置相机方向(指向的场景对象)
      /*
       * 创建渲染器对象
       */
      var renderer = new THREE.WebGLRenderer();
      renderer.setSize(width, height); //设置渲染区域尺寸
      renderer.setClearColor(0xb9d3ff, 1); //设置背景颜色
    </script>
  </body>
</html>

7.执行渲染操作

将渲染好的区域指定场景、相机作为参数，并且把区域添加到页面上。

代码语言：javascript复制
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
  <head>
    <meta charset="UTF-8" />
    <title>three.js小案例</title>
    <!--引入three.js-->
    <script src="https://unpkg.com/three@0.122.0/build/three.js"></script>
  </head>

  <body>
  <script>  
      /*
       * 创建场景对象
       */
      var scene = new THREE.Scene();
      /*
       * 创建网格模型
       */
      var geometry = new THREE.BoxGeometry(200, 200, 200); //创建一个立方体几何对象Geometry
      var material = new THREE.MeshLambertMaterial({
        color: '#f4f4f4',
      }); //材质对象Material
      var mesh = new THREE.Mesh(geometry, material); //网格模型对象Mesh
      scene.add(mesh); //网格模型添加到场景中
      /*
       * 设置光源
       */
      var point = new THREE.PointLight('#fff'); //点光源
      point.position.set(300, 100, 200); //点光源位置
      scene.add(point); //点光源添加到场景中
      var ambient = new THREE.AmbientLight('#333');//环境光
      scene.add(ambient); //环境光添加到场景中
      /*
       * 设置相机
       */
      var width = window.innerWidth; //窗口宽度
      var height = window.innerHeight; //窗口高度
      var k = width / height; //窗口宽高比
      var s = 200; //三维场景显示范围控制系数，系数越大，显示的范围越大
      //创建相机对象
      var camera = new THREE.OrthographicCamera(-s * k, s * k, s, -s, 1, 1000);
      camera.position.set(200, 300, 200); //设置相机位置
      camera.lookAt(scene.position); //设置相机方向(指向的场景对象)
      /*
       * 创建渲染器对象
       */
      var renderer = new THREE.WebGLRenderer();
      renderer.setSize(width, height); //设置渲染区域尺寸
      renderer.setClearColor(0xb9d3ff, 1); //设置背景颜色
      /*
       * 执行渲染操作  
       */ 
      renderer.render(scene, camera); //指定场景、相机作为参数
      document.body.appendChild(renderer.domElement); //body元素中插入canvas对象
    </script>
  </body>
</html>

完整代码

代码body {margin: 0;overflow: hidden;}是为了隐藏body窗口区域滚动条。

代码语言：javascript复制
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
  <head>
    <meta charset="UTF-8" />
    <title>three.js小案例</title>
    <style>
      body {
        margin: 0;
        overflow: hidden;
      }
    </style>
    <!--引入three.js-->
    <script src="https://unpkg.com/three@0.122.0/build/three.js"></script>
  </head>

  <body>
  <script>  
      /*
       * 创建场景对象
       */
      var scene = new THREE.Scene();
      /*
       * 创建网格模型
       */
      var geometry = new THREE.BoxGeometry(200, 200, 200); //创建一个立方体几何对象Geometry
      var material = new THREE.MeshLambertMaterial({
        color: '#f4f4f4',
      }); //材质对象Material
      var mesh = new THREE.Mesh(geometry, material); //网格模型对象Mesh
      scene.add(mesh); //网格模型添加到场景中
      /*
       * 设置光源
       */
      var point = new THREE.PointLight('#fff'); //点光源
      point.position.set(300, 100, 200); //点光源位置
      scene.add(point); //点光源添加到场景中
      var ambient = new THREE.AmbientLight('#333');//环境光
      scene.add(ambient); //环境光添加到场景中
      /*
       * 设置相机
       */
      var width = window.innerWidth; //窗口宽度
      var height = window.innerHeight; //窗口高度
      var k = width / height; //窗口宽高比
      var s = 200; //三维场景显示范围控制系数，系数越大，显示的范围越大
      //创建相机对象
      var camera = new THREE.OrthographicCamera(-s * k, s * k, s, -s, 1, 1000);
      camera.position.set(200, 300, 200); //设置相机位置
      camera.lookAt(scene.position); //设置相机方向(指向的场景对象)
      /*
       * 创建渲染器对象
       */
      var renderer = new THREE.WebGLRenderer();
      renderer.setSize(width, height); //设置渲染区域尺寸
      renderer.setClearColor(0xb9d3ff, 1); //设置背景颜色
      /*
       * 执行渲染操作  
       */ 
      renderer.render(scene, camera); //指定场景、相机作为参数
      document.body.appendChild(renderer.domElement); //body元素中插入canvas对象
    </script>
  </body>
</html>

结语

下面这幅图非常形象地说明了场景—相机—渲染器之间的关系。

javascript webgl html

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