【Three.js基础】创建场景、渲染场景、创建轨道控制器(一)

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【Three.js基础】创建场景、渲染场景、创建轨道控制器(一) 不叫猫先生 已于2023-02-06 13:56:33修改 1751 收藏 67 分类专栏: Three.js从入门到实践 文章标签: javascript 前端 开发语言 three.js 于2023-02-06 08:36:59首次发布 Three.js从入门到实践 专栏收录该内容 2 篇文章 3 订阅 订阅专栏

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目录 一、 WebGL与Three.js的关系二、打包工具 [parcel](https://zh.parceljs.org/getting_started.html)1.安装2.配置package.json 三、搭建three.js环境1.项目目录2.安装`three`3.新建`main.js`并在`index.html`引用4.创建一个场景(Creating a scene)(1)创建场景(2)创建相机(3)设置相机的位置(4)相机添加到场景(5)创建几何体(6)设置材质(7)创建物体(8)将几何体添加到场景 5.渲染场景(1)初始化渲染器(2)设置渲染的尺寸大小(3)将`webgl`渲染的`canvas`内容添加到`body`(4)使用渲染器通过相机将场景渲染进来 6.展示1(几何体静止)7.创建轨道控制器8.展示2(几何体可旋转) 四、源码

一、 WebGL与Three.js的关系

WebGL(Web Graphics Library)是一种 JavaScript API,用于在任何兼容的 Web 浏览器中呈现交互式 3D 和 2D 图形,不需要插件,即专门处理计算或处理3D图像的JS API。 Three.js 是一款 WebGL 框架,其WebGL 的 API 接口基础上又进行的一层封装。由西班牙巴塞罗那的程序员 Ricardo Cabbello Miguel 所开发,人称Mr.doob。

二、打包工具 parcel

Parcel 是 Web 应用打包工具,适用于经验不同的开发者。它利用多核处理提供了极快的速度,并且不需要任何配置。其他详细用法详见官网。

1.安装 yarn add parcel -D 2.配置package.json { "scripts": { "dev": "parcel src/index.html", "build": "parcel build src/index.html" } } 三、搭建three.js环境

博主建议搭建一个本地的three.js环境,方便快速查看文档。

1.项目目录 ├─ .parcel-cache │ ├─ data.mdb │ └─ lock.mdb ├─ dist │ ├─ index.07fedde6.css │ ├─ index.07fedde6.css.map │ ├─ index.246235aa.js │ ├─ index.246235aa.js.map │ ├─ index.html │ ├─ main.0632549a.js │ ├─ main.0632549a.js.map │ ├─ style.a11e3109.css │ ├─ style.a11e3109.css.map │ ├─ style.a11e3109.js │ └─ style.a11e3109.js.map ├─ package.json ├─ src │ ├─ assets │ │ ├─ css │ │ │ └─ style.css │ │ └─ img │ ├─ index.html │ └─ main │ └─ main.js └─ yarn.lock 2.安装three yarn add three -S 3.新建main.js并在index.html引用 <!DOCTYPE html> <html lang="en"> <head> <meta charset="UTF-8"> <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge"> <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"> <title>Document</title> <link rel="stylesheet" href="./assets/css/style.css"> </head> <body> <script src="./main/main.js" type="module"></script> </body> </html> 4.创建一个场景(Creating a scene)

创建场景借助three.js来进行显示,需要场景、相机和渲染器3个对象,透过然后通过摄像机渲染出场景。

(1)创建场景 new THREE.Scence(); (2)创建相机

three.js里有几种不同的相机,这使用的是PerspectiveCamera(透视摄像机),接收四个参数:

视野角度(FOV):摄像机视锥体垂直视野角度,从视图的底部到顶部,显示器上能看到的场景范围,单位是角度,默认是50长宽比(aspect ratio):物体的宽/物体的高,比如(window.innerWidth / window.innerHeight),通常是使用画布的宽/画布的高,默认值是1(正方形画布)近截面(near plane):摄像机的近端面,默认值是0.1,其有效值范围是0到当前摄像机far plane(远端面)的值之间。远截面(far):摄像机的远端面,默认值是2000。

当物体某些部分比摄像机的远截面远或者比近截面近的时候,该这些部分将不会被渲染到场景中。该值必须大于near plane(摄像机视锥体近端面)的值。

new THREE.PerspectiveCamera(75, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 1000) (3)设置相机的位置 camera.position.set(0, 0, 10) (4)相机添加到场景 scene.add(camera) (5)创建几何体

BoxGeometry是四边形的原始几何类,它通常使用构造函数所提供的“width”、“height”、“depth”参数来创建立方体或者不规则四边形。

BoxGeometry(width : Float, height : Float, depth : Float, widthSegments : Integer, heightSegments : Integer, depthSegments : Integer)

width — X轴上面的宽度,默认值为1。height — Y轴上面的高度,默认值为1。depth — Z轴上面的深度,默认值为1。widthSegments — (可选)宽度的分段数,默认值是1。heightSegments — (可选)高度的分段数,默认值是1。depthSegments — (可选)深度的分段数,默认值是1。 const cubeGeometry = new THREE.BoxGeometry(); (6)设置材质

这里使用的是基础网格材质(MeshBasicMaterial),以简单着色(平面或线框)方式来绘制几何体,不受光照的影响。使用color属性为几何体着色,默认值为白色 (0xffffff)

const cubeMaterial = new THREE.MeshBasicMaterial({color:0xffff00}) (7)创建物体

根据几何体、材质创建物体。Mesh表示基于以三角形为polygon mesh(多边形网格)的物体的类。把几何体与材料融合就得到了网格,网格才是我们真正渲染的东西。 用法:Mesh( geometry : BufferGeometry, material : Material )

geometry(可选):BufferGeometry的实例,默认值是一个新的BufferGeometry。material (可选):一个Material,或是一个包含有Material的数组,默认是一个新的MeshBasicMaterial。 const cube = new THREE.Mesh(cubeGeometry,cubeMaterial) (8)将几何体添加到场景 scene.add(cube) 5.渲染场景

场景写完之后,需要进行渲染。

(1)初始化渲染器

这里使用的是WebGL1Renderer,该版本的渲染器会强制使用 WebGL 1 渲染上下文。注意:自r118起,WebGLRenderer会自动使用 WebGL 2 渲染上下文。

const renderer = new THREE.WebGL1Renderer() console.log(renderer)//renderer中有一个canvas对象,就是我们看到的画布内容 (2)设置渲染的尺寸大小 renderer.setSize(window.innerWidth ,window.innerHeight) (3)将webgl渲染的canvas内容添加到body document.body.appendChild(renderer.domElement) (4)使用渲染器通过相机将场景渲染进来

创建一个使渲染器能够在每次屏幕刷新时对场景进行绘制的循环。使用requestAnimationFrame时,当用户切换到其它的标签页时会暂停,不会浪费用户处理器资源,也不会损耗电池的使用寿命。

function render(){ renderer.render(scene,camera) //渲染下一帧的就会调用 requestAnimationFrame(render) } render() 6.展示1(几何体静止)

7.创建轨道控制器

Orbit controls(轨道控制器)可以使得相机围绕目标进行轨道运动。 用法:OrbitControls( object : Camera, domElement : HTMLDOMElement )

object: (必须)将要被控制的相机。该相机不允许是其他任何对象的子级,除非该对象是场景自身。

domElement: 用于事件监听的HTML元素。

//导入控制器 import {OrbitControls} from 'three/examples/jsm/controls/OrbitControls' //创建轨道控制器 const controls = new OrbitControls(camera,renderer.domElement); 8.展示2(几何体可旋转)

四、源码

main.js中的源码如下

import * as THREE from 'three' //导入控制器 import {OrbitControls} from 'three/examples/jsm/controls/OrbitControls' console.log(THREE) //创建场景 const scene = new THREE.Scene(); //创建相机(角度,宽高比,,) const camera = new THREE.PerspectiveCamera(75, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 1000) //相机位置 camera.position.set(0, 0, 10) scene.add(camera); //添加物体 //创建几何体 const cubeGeometry = new THREE.BoxGeometry(); //设置材质 const cubeMaterial = new THREE.MeshBasicMaterial({color:0xffff00}) //根据几何体,材质创建物体 const cube = new THREE.Mesh(cubeGeometry,cubeMaterial) // 将几何体添加到场景 scene.add(cube) //初始化渲染器 const renderer = new THREE.WebGL1Renderer() //设置渲染的尺寸大小 renderer.setSize(window.innerWidth ,window.innerHeight) console.log(renderer)//renderer中有一个canvas对象 // 将webgl渲染的canvas内容添加到body document.body.appendChild(renderer.domElement) //使用渲染器,通过相机将场景渲染进来 // renderer.render(scene,camera) //创建轨道控制器 const controls = new OrbitControls(camera,renderer.domElement); //创建一个使渲染器能够在每次屏幕刷新时对场景进行绘制的循环 function render(){ renderer.render(scene,camera) //渲染下一帧的就会调用 requestAnimationFrame(render) } render()
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