Three.js 快速入门:核心五步构建3D场景
本文详解Three.js开发的五个核心步骤:配置渲染器以处理三维到二维的映射,设置透视或正交相机确定视角,初始化场景容器,添加环境光与定向光等光源,最后创建并渲染几何物体。通过具体代码示例,帮助开发者快速掌握Three.js基础架构与实现流程。
Three.js核心五步概览
使用Three.js进行开发主要包含五个关键步骤:
第一步是配置Three.js的渲染器。
第二步是配置摄像机(Camera)。
第三步是创建场景(Scene)。
第四步是添加光源(Light)。
第五步是创建并添加物体(Object)。
配置渲染器
第一步:配置Three.js渲染器
将三维空间中的物体投影到二维屏幕的过程称为三维渲染,执行此操作的组件即为渲染器。具体而言,需要处理以下渲染逻辑。
var renderer;
function initThree(){
width = document.getElementById("box").clientWidth;
height = document.getElementById("box").clientHeight;
/**
//声明渲染器对象:WebGLRenderer
renderer=new THREE.WebGLRenderer({
antialias:true, //是否开启反锯齿
precision:"highp", //着色精度选择
alpha:true, //是否可以设置背景色透明
premultipliedAlpha:false,
stencil:false,
preserveDrawingBuffer:true, //是否保存绘图缓冲
maxLights:1 //maxLights:最大灯光数
});
*/
renderer = new THREE.WebGLRenderer({
antialias:true
});/*生成渲染器对象(属性:抗锯齿效果为设置有效)*/
renderer.setSize(width,height);
document.getElementById("box").appendChild(renderer.domElement);
/*设置canvas背景色(clearColor)和背景色透明度(clearAlpha) */
renderer.setClearColor(0xFFFFFF,1.0);
}
设置摄像机
第二步:配置摄像机(Camera)
在OpenGL(WebGL)标准中,将三维物体投影至二维空间主要有两种相机模式:透视投影和正交投影。
a. 透视投影:模拟人眼视觉效果,近大远小,即距离视点越近的物体显示越大,远处的物体显示较小,符合日常观察习惯。
b. 正交投影:无论物体距离视点远近,均按统一比例绘制,不产生近大远小的效果。这种投影方式在建筑制图和设计领域应用广泛,因为需要从多个角度保持物体尺寸的一致性。在Three.js中,开发者可以指定使用透视投影或正交投影相机。本文后续步骤将演示如何设置透视投影方式。
(1) 声明全局变量(对象);
(2) 初始化透视投影相机;
(3) 设定相机的位置坐标;
(4) 指定相机的“上”方向为Z轴;
(5) 设定相机视线的中心坐标。
var camera;
function initCamera(){
/*PerspectiveCamera的四个参数
参数1:为视野角 ,
参数2:纵横比。这参数几乎总是使用的元素的宽度除以高度,否则你会看到像老电影中的那样,图像被压扁了.
参数3:相机允许离物体的最近距离.
参数4;相机允许离物体的最远距离.默认情况之下,相机的上方向为Y轴,右方向为X轴,向里为Z轴.*/
camera = new THREE.PerspectiveCamera(45,width/height,1,10000);
camera.position.x = 0;
camera.position.y = 1000;
camera.position.z = 0;
camera.up.x = 0;
camera.up.y = 0;
camera.up.z = 1;
camera.lookAt({x:0,y:0,z:0}); //设置视野的中心坐标
}
创建场景
第三步:创建场景
var scene;
function initScene(){
scene = new THREE.Scene();
}
添加光源
第四步:添加光源(Light)
在OpenGL(WebGL)三维空间中,主要存在点光源和聚光灯两种类型。此外,平行光源(无限远光源)可视为点光源的一种特例。除了上述光源外,还可以设置环境光。对应地,Three.js支持设置[点光源(Point Light)]、[聚光灯(Spot Light)]、[平行光源(Directional Light)]以及[环境光(Ambient Light)]。与OpenGL类似,在一个场景中可以添加多个光源。通常的做法是将环境光与其他几种光源组合使用。如果不设置环境光,光线无法直接照射到的区域会变得过于黑暗。本文首先按照以下步骤设置平行光源,随后会补充环境光设置。
(1) 声明全局变量(对象)
(2) 设置平行光源
(3) 设定光源向量(位置)
(4) 将光源添加到场景中
/*** 光照(light) ***/ new THREE.AmbientLight(颜色); // 环境光 new THREE.PointLight(颜色, 强度, 距离); // 点光源 new THREE.DirectionalLight(颜色, 亮度); // 平行光 new THREE.SpotLight(颜色, 强度, 距离, 夹角, 衰减指数); // 聚光灯
var light;
function initLight(){
light = new THREE.DirectionalLight(0xFF0000, 1.0, 0); //平行光
light.position.set(100, 100, 200); //设置光源位置
scene.add(light); //将官员添加到场景
}
创建物体
第五步:创建物体
//几何形状 CubeGeometry(长, 宽, 高, 长的分割, 宽的分割, 高的分割); // 立方体 PlanGeometry(长,宽, 长的分割, 宽的分割); // 平面 SphereGeometry(半径, 经度切片, 纬度分割, 经度分割, 经度跨过, 纬度开始, 纬度跨过); // 球体 CircleGeometry(半径, 切片数, 开始, 跨过角度); // 圆形 CylinderGeometry(顶部面积, 底部面积, 高, 圆分割, 高分割, 是否没有顶面和底面); // 圆台 TetrahedronGeometry(半径, 细节); // 正四边形 OctahedronGeometry(半径, 细节); // 正八边形 IconsahedronGeometry(半径, 细节); // 正十二边形 TorusGeometry(半径, 管道半径, 纬度分割, 经度分割, 圆环面的弧度); // 圆环面
var sphere;
function initObject(){
sphere = new THREE.Mesh(new THREE.SphereGeometry(200,200)/*设置球体的大小*/,new THREE.MeshLambertMaterial({color:0xff0000})/*设置球体的材质*/); //材质设定
scene.add(sphere);
sphere.position.set(0,0,0); /*设置物体位置*/
}
执行渲染
第六步:执行渲染
function threeExcute(){
initThree();
initCamera();
initScene();
initLight();
initObject();
renderer.clear();
renderer.render(scene,camera);
}
完整代码示例
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>Document</title>
<script src="http://cdn.bootcss.com/three.js/r83/three.min.js"></script>
</head>
<!-- Three.js的核心五步就是:
1.设置three.js渲染器
2.设置摄像机camera
3.设置场景scene
4.设置光源light
5.设置物体object
-->
<script>
// 1.设置three.js渲染器
var renderer;
function initThree(){
width = document.getElementById("box").clientWidth;
height = document.getElementById("box").clientHeight;
renderer = new THREE.WebGLRenderer({
antialias:true
});/*生成渲染器对象(属性:抗锯齿效果为设置有效)*/
renderer.setSize(width,height);
document.getElementById("box").appendChild(renderer.domElement);
/*设置canvas背景色(clearColor)和背景色透明度(clearAlpha) */
renderer.setClearColor(0xFFFFFF,1.0);
}
// 2.设置摄像机camera
var camera;
function initCamera(){
camera = new THREE.PerspectiveCamera(45,width/height,1,10000);
camera.position.x = 0;
camera.position.y = 1000;
camera.position.z = 0;
camera.up.x = 0;
camera.up.y = 0;
camera.up.z = 1;
camera.lookAt({x:0,y:0,z:0}); //设置视野的中心坐标
}
// 3.设置场景
var scene;
function initScene(){
scene = new THREE.Scene();
}
// 4.设置光源light
var light;
function initLight(){
light = new THREE.DirectionalLight(0xFF0000, 1.0, 0); //平行光
light.position.set(100, 100, 200); //设置光源位置
scene.add(light); //将官员添加到场景
}
//5.设置物体
var sphere;
function initObject(){
sphere = new THREE.Mesh(new THREE.SphereGeometry(200,200)/*设置球体的大小*/,new THREE.MeshLambertMaterial({color:0xff0000})/*设置球体的材质*/); //材质设定
scene.add(sphere);
sphere.position.set(0,0,0); /*设置物体位置*/
}
//6.执行
function threeExcute(){
initThree();
initCamera();
initScene();
initLight();
initObject();
renderer.clear();
renderer.render(scene,camera);
}
</script>
<style type="text/css">
div#box{
border: none;
cursor: move;
width: 1400px;
height: 600px;
background-color: #EEEEEE;
}
</style>
<body onload="threeExcute();">
<div id="box"></div>
</body>
</html>
Three.js库下载地址:http://www.bootcdn.cn/three.js/
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