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title: Three.js初见(1)
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date: 2022-04-03 10:54:35
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tags:
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- 前端
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- Three.js
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categories:
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- 前端杂烩
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Three.js是基于原生WebGL封装运行的三维引擎，在所有WebGL引擎中，Three.js是国内文资料最多、使用最广泛的三维引擎。
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<!-- more -->
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## 页面结构
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```html
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<!doctype html>
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<html>
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<head>
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<meta charset="utf-8" />
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<title>Three.js DEMO</title>
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<style>
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body { margin: 0; }
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canvas { width: 100%; height: 100% }
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</style>
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</head>
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<body>
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<script src="./js/lib/three.js"></script>
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<script src="./js/index.js"></script>
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</body>
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</html>
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```
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在脚手架项目当中
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也可以使用`npm install three`来添加依赖
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## Hello World
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index.js
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```javascript
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(function(){
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// 创建场景
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const scene = new THREE.Scene()
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// 创建相机
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// 1.视野角度 2.长宽比 3.远剪切面 4.近剪切面
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const camera = new THREE.PerspectiveCamera(75, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 1000)
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// 创建WebGL渲染器
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const renderer = new THREE.WebGLRenderer()
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renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight)
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// 将canvas添加到页面当中
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document.body.appendChild(renderer.domElement)
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// 创建一个立方体
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const geometry = new THREE.BoxGeometry(1, 1, 1)
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// 创建材质
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const material = new THREE.MeshBasicMaterial({ color: 0x92d667 })
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// 创建网格, 可以将材质和立方体放入其中
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// 网格可以直接放入场景中, 并让它在场景中自由移动
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const cube = new THREE.Mesh(geometry, material)
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scene.add(cube)
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// 将摄像机向外移动一些 防止与物体重叠
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camera.position.z = 5
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// 使用渲染器 渲染到场景当中
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renderer.render(scene, camera)
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})()
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```
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> 添加到场景中的几何体默认位于场景的坐标原点(0, 0, 0)
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### 添加多个几何体
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```javascript
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// 圆柱网格模型
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const geometry2 = new THREE.CylinderGeometry( 8, 8, 8, 100 )
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const material2 = new THREE.MeshBasicMaterial({ color: 0x92d667 })
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const mesh2 = new THREE.Mesh(geometry2, material2)
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mesh2.translateY(20) // 向Y轴正方向移动20
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scene.add(mesh2)
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```
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为防止几何体重叠无法看到, 可以调整网格的位置
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### 循环渲染
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上面的代码, 已经可以显示出一个立方体
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如果要让它有一个动画效果
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需要改变网格的旋转
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并且进行循环渲染
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```javascript
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// 循环渲染
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function animate() {
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requestAnimationFrame(animate)
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cube.rotation.x += 0.01
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cube.rotation.y += 0.01
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renderer.render(scene, camera)
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}
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animate()
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```
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`requestAnimationFrame`主要的好处是当前页面隐藏时不会进行渲染
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如果是使用定时器
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那么它在后台也会一直执行, 占用的资源比较多
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其次是它执行的频率由屏幕刷新率决定, 效果可以更加流畅
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## 场景控制
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要使用鼠标或键盘控制三维场景, 可以使用`OrbitControls`控件
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首先引入它
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```html
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<script src="./js/lib/OrbitControls.js"></script>
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```
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调用方式
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```javascript
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// 创建控件对象
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const controls = new THREE.OrbitControls(camera, renderer.domElement)
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// 监听鼠标、键盘事件
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controls.addEventListener('change', function(){
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renderer.render(scene, camera)
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})
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```
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场景操作
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+ 缩放：滚动—鼠标中键
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+ 旋转：拖动—鼠标左键
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+ 平移：拖动—鼠标右键
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> 如果代码中通过`requestAnimationFrame`实现渲染器渲染方法`render`的周期性调用，当通过OrbitControls操作改变相机状态的时候，没必要在通过`controls.addEventListener('change', render)`监听鼠标事件调用渲染函数，因为`requestAnimationFrame`就会不停的调用渲染函数。
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## 辅助坐标系
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为了方便调试预览threejs提供了一个辅助三维坐标系`AxesHelper`
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```javascript
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// 辅助坐标系 参数代表轴的线段长度，可以根据场景大小去设置
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const axesHelper = new THREE.AxesHelper(100);
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scene.add(axesHelper);
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```
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> 红色代表 X 轴, 绿色代表 Y 轴, 蓝色代表 Z 轴
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## 材质与光源
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除了基本的材质类型之外, three还提供了多种材质效果
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| 材质类型 | 功能 |
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| -- | -- |
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| MeshBasicMaterial | 基础网格材质，不受光照影响的材质 |
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| MeshLambertMaterial | Lambert网格材质，与光照有反应，漫反射 |
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| MeshPhongMaterial | 高光Phong材质，与光照有反应 |
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| MeshStandardMaterial | PBR物理材质，相比较高光Phong材质可以更好的模拟金属、玻璃等效果 |
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```javascript
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// 创建一个球体
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const geometry1 = new THREE.SphereGeometry(6, 40, 40)
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const material1 = new THREE.MeshPhongMaterial({
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color: 0x0000ff,
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specular: 0x4488ee, // 高光颜色
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shininess: 12, // 高亮程度
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})
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const mesh1 = new THREE.Mesh(geometry1, material1)
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scene.add(mesh1)
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// 创建一个圆柱
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const geometry2 = new THREE.CylinderGeometry( 8, 8, 8, 100 )
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const material2 = new THREE.MeshLambertMaterial({
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color: 0xffffff,
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})
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const mesh2 = new THREE.Mesh(geometry2, material2)
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mesh2.translateY(20) // 向Y轴正方向移动20
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scene.add(mesh2)
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```
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`MeshLambertMaterial`和`MeshPhongMaterial`都是对光照有反应的
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但是此时我们还需要添加一个光源, 才能看到效果
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```javascript
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// 点光源
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const pointLight = new THREE.PointLight(0xffffff)
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pointLight.position.set(100, 100, 0) // 点光源位置
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scene.add(pointLight) // 点光源添加到场景中
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```
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