Three开发入门与调试设置

Frank
  • 前端图形
  • Three.js
  • Threejs
大约 6 分钟约 1653 字...

创建第一个场景

一个场景能被渲染出来需要:场景、相机和渲染器

import * as THREE from 'three'
// 创建场景
const scene = new THREE.Scene()

// 创建相机
const camera = new THREE.PerspectiveCamera(
  75,
  window.innerWidth / window.innerHeight,
  0.1,
  1000
)

// 设置相机位置
camera.position.set(0, 0, 10)
// 将相机添加到场景中
scene.add(camera)

// 创建几何体
const cubeGeometry = new THREE.BoxGeometry(1, 1, 1)
// 设置物体材质
const cubeMaterial = new THREE.MeshBasicMaterial({ color: 0xffff00 })
// 根据几何体和材质创建物体
const cube = new THREE.Mesh(cubeGeometry, cubeMaterial)
// 将几何体添加到场景中
scene.add(cube)

// 初始化渲染器
const renderer = new THREE.WebGLRenderer()
// 设置渲染的尺寸大小
renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight)

// 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)

透视相机(PerspectiveCamera)示意图

这一投影模式被用来模拟人眼所看到的景象,它是 3D 场景的渲染中使用得最普遍的投影模式。

透视相机示意图

  1. 摄像机视锥体垂直视野角度 也就是图中的 「a」

  2. 摄像机视锥体近端面 也就是图中的 「near plane」

  3. 摄像机视锥体远端面 也就是图中的 「far plane」

  4. 摄像机视锥体长宽比 「表示输出图像的宽和高之比」

  5. 对应的 three 中的照相机:

const camera = new THREE.PerspectiveCamera(45, width / height, 1, 1000)

参数依次位:

fov — 摄像机视锥体垂直视野角度 aspect — 摄像机视锥体长宽比 near — 摄像机视锥体近端面 far — 摄像机视锥体远端面

轨道控制器查看物体

轨道控制器:new OrbitControls( object : Camera, domElement : HTMLDOMElement )

  • 参数 1:object: 将要被控制的相机
  • 参数 2:domElement: 用于事件监听的 HTML 元素
import * as THREE from 'three'
import { OrbitControls } from 'three/examples/jsm/controls/OrbitControls.js'
// 创建场景
const scene = new THREE.Scene()

// 创建相机
const camera = new THREE.PerspectiveCamera(
  75,
  window.innerWidth / window.innerHeight,
  0.1,
  1000
)

// 设置相机位置
camera.position.set(0, 0, 10)
// 将相机添加到场景中
scene.add(camera)

// 创建几何体
const cubeGeometry = new THREE.BoxGeometry(1, 1, 1)
// 设置物体材质
const cubeMaterial = new THREE.MeshBasicMaterial({ color: 0xffff00 })
// 根据几何体和材质创建物体
const cube = new THREE.Mesh(cubeGeometry, cubeMaterial)
// 将几何体添加到场景中
scene.add(cube)

// 初始化渲染器
const renderer = new THREE.WebGLRenderer()
// 设置渲染的尺寸大小
renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight)

// 将webgl渲染的canvas内容添加到body
document.body.appendChild(renderer.domElement)

// 创建轨道控制器
const controls = new OrbitControls(camera, renderer.domElement)

function render() {
  renderer.render(scene, camera)
  //   渲染下一帧的时候就会调用render函数
  requestAnimationFrame(render)
}

render()

关于坐标系

WebGL 和 Three.js 使用的坐标系是右手坐标系,即右手伸开,拇指为 X,四指为 Y,手心为 Z。

threejs坐标系

requestAnimationFrame

window.requestAnimationFrame()open in new window告诉浏览器——你希望执行一个动画,并且要求浏览器在下次重绘之前调用指定的回调函数更新动画。该方法需要传入一个回调函数作为参数,该回调函数会在浏览器下一次重绘之前执行。在大多数遵循 W3C 建议的浏览器中,回调函数执行次数通常与浏览器屏幕刷新次数相匹配

添加坐标轴辅助器

const axesHelper = new THREE.AxesHelper(5)
scene.add(axesHelper)

坐标轴辅助器

红色代表 X 轴. 绿色代表 Y 轴. 蓝色代表 Z 轴

设置物体移动

function render() {
  cube.position.x += 0.01
  if (cube.position.x > 5) {
    cube.position.x = 0
  }
  renderer.render(scene, camera)
  //   渲染下一帧的时候就会调用render函数
  requestAnimationFrame(render)
}

打印之前创建的物体cube其属性positon为一个三维向量对象,通过set进行设置,当然也可以通过更改对象属性值更改物体的位置

物体的缩放与旋转

scale缩放;rotation旋转两者使用和位置差不多,通过set进行设置,当然也可以通过更改对象属性值更改物体的位置

旋转有第四个参数代表表示旋转顺序的字符串,默认为"XYZ"

GSAP 动画库

npm i gsap

gsap.to()

官方文档:gsap.toopen in new window

定义目标值,动画某些值

参数 1:target:您要为其属性设置动画的对象,可以是选择器文本,如".class","#id"等.也可以是对元素、对象甚至对象数组的直接引用

参数 2:vars:一个对象,包含您要设置动画的所有属性

属性含义
ease动画的变化率
duration动画运行时间
delay动画延迟时间
onComplete动画完成回调
repeat动画重复次数,-1 为无限次循环
onStart动画开始回调
yoyo布尔值。是否往返运动,需设置 repeat 属性

该方法返回值为一个动画对象,可对其属性进行设置,达到操作动画的目的

属性/方法含义
pause()暂停动画
isActive()动画是否运动,返回布尔值
resume()继续播放动画

根据尺寸变化实现自适应画面

// 监听画面变化 更新渲染画面
window.addEventListener('resize', () => {
  // 更新摄像头
  camera.aspect = window.innerWidth / window.innerHeight
  // 更新摄像头的投影矩阵
  camera.updateProjectionMatrix()

  // 更新渲染器
  renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight)
  // 设置渲染器的像素比
  renderer.setPixelRatio(window.devicePixelRatio)
})

设置控制器的阻尼

enableDamping 将其设置为true以启用阻尼(惯性),这将给控制器带来重量感。默认值为 false。 请注意,如果该值被启用,你将必须在你的动画循环里调用.update()

controls.enableDamping = true

// ....

function render() {
  renderer.render(scene, camera)
  //   渲染下一帧的时候就会调用render函数
  requestAnimationFrame(render)
  // 调用 update()
  controls.update()
}

render()

调用 js 接口控制画布全屏和退出全屏

window.addEventListener('dblclick', () => {
  const fullScreenElement = document.fullscreenElement
  if (fullScreenElement) {
    // 存在全屏元素 退出全屏
    document.exitFullscreen()
  } else {
    // 进入全屏
    renderer.domElement.requestFullscreen()
  }
})

应用图形用户界面更改变量

npm i dat.gui

常见用法

import * as dat from 'dat.gui'
const GUI = new dat.GUI()
const params = {
  color: 0xffff00,
  fn: () => {
    gsap.to(cube.position, {
      yoyo: true,
      repeat: -1,
      x: 5,
      duration: 2,
      onComplete: () => {
        console.log('动画完成')
      },
    })
  },
}
GUI.add(cube.position, 'x')
  .min(0)
  .max(10)
  .name('移动x轴')
  .onChange((val) => {
    console.log(`x轴移动到了${val}`)
  })
  .onFinishChange((val) => {
    console.log('完全停下来', val)
  })
// 设置颜色
GUI.addColor(params, 'color')
  .onChange((val) => {
    cube.material.color.set(val)
  })
  .name('颜色设置')
// 设置文件夹
const folder = GUI.addFolder('文件夹1')
// 显示隐藏
folder.add(cube, 'visible').name('是否显示')
// 执行函数
folder.add(params, 'fn').name('正方体运动')
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