Threejs物体

几何体顶点

问ChatGPT:Float32Array在JavaScrpit代表什么，为什么在threejs中使用positon数组时要使用这种数据结构？

Float32Array是JavaScript中的一种TypedArray类型，用于表示32位浮点数的数组。它可以在内存中创建一个连续的32位浮点数序列，提供了高效的数据存储和操作。在WebGL和three.js中，使用Float32Array可以提高数据传输和计算效率，因为它们直接与GPU交互，避免了数据类型转换和内存拷贝的开销。

在three.js中，position数组用于表示三维模型中每个顶点的位置。由于WebGL需要将这些数据传输到GPU中进行渲染，因此使用Float32Array可以减少数据传输的开销，并提高渲染性能。此外，由于WebGL和three.js使用的是OpenGL标准，因此它们需要使用浮点数来表示顶点位置和其他属性，因此Float32Array也是一种必须的数据类型。

追问：你可以更详细的介绍一下Float32Array吗？

当我们在JavaScript中需要处理大量数值时，例如在数据可视化、图像处理、3D渲染等场景中，使用普通的JavaScript数组可能会遇到性能问题。因为普通的JavaScript数组是动态数组，不同的元素可能存储在不同的内存地址中，这会导致数据不连续，内存分散，无法充分利用CPU缓存和SIMD指令，而这些都是数据处理的关键性能因素。

为了解决这个问题，JavaScript引入了TypedArray类型，其中包括Uint8Array、Int16Array、Float32Array等多种类型，可以直接创建一段连续的二进制数据，实现高效的数据存储和操作。

在这些TypedArray中，Float32Array用于表示32位浮点数的数组，它可以通过以下方式创建：

// 创建一个包含10个元素的Float32Array数组
const arr = new Float32Array(10);

创建后，可以像普通的JavaScript数组一样，通过索引访问和修改数组中的元素：

arr[0] = 1.0;
arr[1] = 2.0;
arr[2] = 3.0;

Float32Array还提供了一些高效的数据处理方法，例如slice、subarray、set、copyWithin等，这些方法可以直接在二进制数据上进行操作，避免了创建新数组和复制数据的开销。

由于Float32Array直接映射到内存中的二进制数据，因此它可以被广泛用于高性能的数据处理场景，例如在three.js中用于表示顶点、法线、纹理坐标等属性的数组，或者在WebGL中用于表示纹理数据、帧缓冲区等的数组。

attributes.position 代表顶点的位置

控制台输出物体的 attributes.position 属性发现一个四面体有 24 个顶点

四面体不是只有 8 个顶点吗？

在 threejs 中顶点代表的是组成一个面的两个三角形的顶点，一个三角形有 3 个顶点，所以一个面有 6 个顶点

const geometry = new THREE.BufferGeometry()
// 创建一个简单的矩形. 在这里我们左上和右下顶点被复制了两次
// 因为在两个三角面片里，这两个顶点都需要被用到
const vertices = new Float32Array([
  -1.0, -1.0, 1.0, 1.0, -1.0, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0,

  1.0, 1.0, 1.0, -1.0, 1.0, 1.0, -1.0, -1.0, 1.0,
])
geometry.setAttribute('position', new THREE.BufferAttribute(vertices, 3))
const material = new THREE.MeshBasicMaterial({ color: 0xff0000 })
const mesh = new THREE.Mesh(geometry, material)

uv

三维建模中的UV可理解为立体模型的“皮肤”，将“皮肤”展开然后进行二维平面上的绘制

UV这里是指 u,v 纹理贴图坐标的简称(它和空间模型的 X,Y, Z 轴是类似的)

它定义了图片上每个点的位置的信息. 这些点与 3D 模型是相互联系的, 以决定表面纹理贴图的位置

法向

在从字面理解，法向即法线的方向，与切向，即切线的方向垂直。切向和法向都是相对于界面、轨迹等而言的。

案例

显卡毁灭者:随机生成 99999 个三角形

警告

容易造成浏览器卡死

import * as THREE from 'three'
import { OrbitControls } from 'three/examples/jsm/controls/OrbitControls'

// 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(3, 3, 3)
scene.add(camera)

// 随机创建50个三角形
for (let i = 0; i < 99999; i++) {
  const geometry = new THREE.BufferGeometry()
  const positionArr = new Float32Array(9)
  for (let j = 0; j < 9; j++) {
    positionArr[j] = Math.random()
  }
  geometry.setAttribute('position', new THREE.BufferAttribute(positionArr, 3))
  const color = new THREE.Color(Math.random(), Math.random(), Math.random())
  const material = new THREE.MeshBasicMaterial({ color: color })
  const mesh = new THREE.Mesh(geometry, material)
  // 物体添加到添加场景
  scene.add(mesh)
}

// 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)
// 阻尼效果
controls.enableDamping = true

// 添加坐标轴辅助器
const axesHelper = new THREE.AxesHelper(10)
// 将坐标轴辅助器添加到场景中
scene.add(axesHelper)

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