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【three.js详解之一】入门教程

来源:未知    时间:2017-04-24 13:51 作者:xxadmin 阅读:

[导读] 开场白 webGL可以让我们在canvas上实现3D效果。而three.js是一款webGL框架,由于其易用性被广泛应用。如果你要学习webGL,抛弃那些复杂的原生接口从这款框架入手是一个不错的选择。 博主...

 

开场白

webGL可以让我们在canvas上实现3D效果。而three.js是一款webGL框架,由于其易用性被广泛应用。如果你要学习webGL,抛弃那些复杂的原生接口从这款框架入手是一个不错的选择。

博主目前也在学习three.js,发现相关资料非常稀少,甚至官方的api文档也非常粗糙,很多效果需要自己慢慢敲代码摸索。所以我写这个教程的目的一是自己总结,二是与大家分享。

本篇是系列教程的第一篇:入门篇。在这篇文章中,我将以一个简单的demo为例,阐述three.js的基本配置方法。学完这篇文章,你将学会如何在浏览器中绘制一个立体图形!

准备工作

在写代码之前,你首先要去下最新的three.js框架包,在你的页面里引入three.js,当然文件包里面也有不少的demo便于大家学习;

chrome是目前支持webGL最好的浏览器,Firefow居其次,国内的遨游、猎豹经测试也可以运行。

从实例开始入门!

首先我们搭建html,如下:


<!DOCTYPE html><html>
    <head>
        <meta charset="UTF-8">
        <title>lesson1-by-shawn.xie</title>
        <!--引入Three.js-->
        <script src="Three.js"></script>
        <style type="text/css">
            div#canvas-frame{
                  border: none;
                  cursor: move;
                  width: 1400px;
                  height: 600px;
                  background-color: #EEEEEE;
                }
        </style>
    </head>

    <body>
        <!--盛放canvas的容器-->
        <div id="container"></div>
    </body></html>


准备和画布框大小一致的领域用于WebGL绘制。 具体来说:

(1) body 标签中添加 id 为「canvas3d」的 div 元素。

(2) style 标签中指定 「canvas3d」的CSS样式。

需要注意的是,我们并不需要写一个<canvas>标签,我们只需要定义好盛放canvas的div就可以,canvas是three.js动态生成的!

下面我们开始写脚本,我们将通过以下五步构建一个简单的立体模型,这也是three.js的基本步骤:

1.设置three.js渲染器

三维空间里的物体映射到二维平面的过程被称为三维渲染。 一般来说我们都把进行渲染操作的软件叫做渲染器。 具体来说要进行下面这些处理。

(0) 声明全局变量(对象);

(1) 获取画布「canvas-frame」的高宽;

(2) 生成渲染器对象(属性:抗锯齿效果为设置有效);

(3) 指定渲染器的高宽(和画布框大小一致);

(4) 追加 【canvas】 元素到 【canvas3d】 元素中;

(5) 设置渲染器的清除色(clearColor)。

 

//开启Three.js渲染器var renderer;//声明全局变量(对象)function initThree() {
   width = document.getElementById('canvas3d').clientWidth;//获取画布「canvas3d」的宽
   height = document.getElementById('canvas3d').clientHeight;//获取画布「canvas3d」的高
   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 );//指定渲染器的高宽(和画布框大小一致)
   document.getElementById('canvas3d').appendChild(renderer.domElement);//追加 【canvas】 元素到 【canvas3d】 元素中。
   renderer.setClearColorHex(0xFFFFFF, 1.0);//设置canvas背景色(clearColor)}


2.设置摄像机camera

OpenGL(WebGL)中、三维空间中的物体投影到二维空间的方式中,存在透视投影和正投影两种相机。 透视投影就是、从视点开始越近的物体越大、远处的物体绘制的较小的一种方式、和日常生活中我们看物体的方式是一致的。 正投影就是不管物体和视点距离,都按照统一的大小进行绘制、在建筑和设计等领域需要从各个角度来绘制物体,因此这种投影被广泛应用。在 Three.js 也能够指定透视投影和正投影两种方式的相机。 本文按照以下的步骤设置透视投影方式。

(0) 声明全局的变量(对象);

(1) 设置透视投影的相机;

(2) 设置相机的位置坐标;

(3) 设置相机的上为「z」轴方向;

(4) 设置视野的中心坐标。


         //设置相机
              var camera;              function initCamera() { 
                camera = new THREE.PerspectiveCamera( 45, width / height , 1 , 5000 );//设置透视投影的相机,默认情况下相机的上方向为Y轴,右方向为X轴,沿着Z轴朝里(视野角:fov 纵横比:aspect 相机离视体积最近的距离:near 相机离视体积最远的距离:far)
                camera.position.x = 0;//设置相机的位置坐标
                camera.position.y = 50;//设置相机的位置坐标
                camera.position.z = 100;//设置相机的位置坐标
                camera.up.x = 0;//设置相机的上为「x」轴方向
                camera.up.y = 1;//设置相机的上为「y」轴方向
                camera.up.z = 0;//设置相机的上为「z」轴方向
                camera.lookAt( {x:0, y:0, z:0 } );//设置视野的中心坐标
              }

 

3.设置场景scene

场景就是一个三维空间。 用 [Scene] 类声明一个叫 [scene] 的对象。

        //设置场景
              var scene;              function initScene() {   
                scene = new THREE.Scene();
              }

 

4.设置光源light

OpenGL(WebGL)的三维空间中,存在点光源和聚光灯两种类型。 而且,作为点光源的一种特例还存在平行光源(无线远光源)。另外,作为光源的参数还可以进行 [环境光] 等设置。 作为对应, Three.js中可以设置 [点光源(Point Light)] [聚光灯(Spot Light)] [平行光源(Direction Light)],和 [环境光(Ambient Light)]。 和OpenGL一样、在一个场景中可以设置多个光源。 基本上,都是环境光和其他几种光源进行组合。 如果不设置环境光,那么光线照射不到的面会变得过于黑暗。 本文中首先按照下面的步骤设置平行光源,在这之后还会追加环境光。

(0) 声明全局变量(对象)

(1) 设置平行光源

(2) 设置光源向量

(3) 追加光源到场景

这里我们用「DirectionalLight」类声明一个叫 [light] 的对象来代表平行光源


         //设置光源
              var light;              function initLight() { 
                light = new THREE.DirectionalLight(0xff0000, 1.0, 0);//设置平行光源
                light.position.set( 200, 200, 200 );//设置光源向量
                scene.add(light);// 追加光源到场景
              }

 

5.设置物体object

   这里,我们声明一个球模型


         //设置物体
              var sphere;              function initObject(){  
                sphere = new THREE.Mesh(                     new THREE.SphereGeometry(20,20),                //width,height,depth
                     new THREE.MeshLambertMaterial({color: 0xff0000}) //材质设定                );
                scene.add(sphere);
                sphere.position.set(0,0,0);
              }


最后,我们写一个主函数执行以上五步:


        //执行
              function threeStart() {
                initThree();
                initCamera();
                initScene();   
                initLight();
                initObject();
                renderer.clear(); 
                renderer.render(scene, camera);
              }


这时,测试以上程序,你会发现浏览器窗口中出现了你绘制的球形模型:

总结

以上就是three.js的入门内容,我们核心的五步就是:

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

可能其中有些设置你还不太清楚,没关系,后面几篇文章会对以上五个主要步骤进行详细的讲解,敬请期待~~


本例完整代码:


<!DOCTYPE html><html>
    <head>
        <meta charset="UTF-8">
        <title>lesson1-by-shawn.xie</title>
        <!--引入Three.js-->
        <script src="Three.js"></script>
        <script type="text/javascript">
            //开启Three.js渲染器
             var renderer;//声明全局变量(对象)
             function initThree() {
                width = document.getElementById('canvas3d').clientWidth;//获取画布「canvas3d」的宽                height = document.getElementById('canvas3d').clientHeight;//获取画布「canvas3d」的高                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 );//指定渲染器的高宽(和画布框大小一致)                document.getElementById('canvas3d').appendChild(renderer.domElement);//追加 【canvas】 元素到 【canvas3d】 元素中。                renderer.setClearColorHex(0xFFFFFF, 1.0);//设置canvas背景色(clearColor)              }               //设置相机
              var camera;              function initCamera() { 
                camera = new THREE.PerspectiveCamera( 45, width / height , 1 , 5000 );//设置透视投影的相机,默认情况下相机的上方向为Y轴,右方向为X轴,沿着Z轴朝里(视野角:fov 纵横比:aspect 相机离视体积最近的距离:near 相机离视体积最远的距离:far)                camera.position.x = 0;//设置相机的位置坐标                camera.position.y = 50;//设置相机的位置坐标                camera.position.z = 100;//设置相机的位置坐标                camera.up.x = 0;//设置相机的上为「x」轴方向                camera.up.y = 1;//设置相机的上为「y」轴方向                camera.up.z = 0;//设置相机的上为「z」轴方向                camera.lookAt( {x:0, y:0, z:0 } );//设置视野的中心坐标              }               //设置场景
              var scene;              function initScene() {   
                scene = new THREE.Scene();
              }              //设置光源
              var light;              function initLight() { 
                light = new THREE.DirectionalLight(0xff0000, 1.0, 0);//设置平行光源                light.position.set( 200, 200, 200 );//设置光源向量                scene.add(light);// 追加光源到场景              }               //设置物体
              var sphere;              function initObject(){  
                sphere = new THREE.Mesh(                     new THREE.SphereGeometry(20,20),                //width,height,depth
                     new THREE.MeshLambertMaterial({color: 0xff0000}) //材质设定                );
                scene.add(sphere);
                sphere.position.set(0,0,0);
              }              //执行
              function threeStart() {
                initThree();
                initCamera();
                initScene();   
                initLight();
                initObject();
                renderer.clear(); 
                renderer.render(scene, camera);
              }        </script>
        <style type="text/css">
            div#canvas3d{
                  border: none;
                  cursor: move;
                  width: 1400px;
                  height: 600px;
                  background-color: #EEEEEE;
                }
        </style>
    </head>

    <body onload='threeStart();'>
        <!--盛放canvas的容器-->
        <div id="canvas3d"></div>
    </body></html>



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