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【HTML5】3D模型--百行程式碼實現旋轉立體魔術方塊實例

黄舟
黄舟
Feb 22, 2017 pm 02:11 PM

最近研究魔術方塊的玩法，就突然想用HMTL5寫一個魔術方塊的模型，由於魔術方塊是一個3D的立方體，這次就試著用HTML5寫了一個簡單的3D模型。

下面是預覽畫面。

【HTML5】3D模型--百行程式碼實現旋轉立體魔術方塊實例

製作流程

#首先你需要下載Html5開源程式庫件lufylegend-1.4.0

#魔術方塊分成6個面，每個面由9個小矩形組成，現在我把每個小矩形當做一個類別封裝起來，

因為現在建立的是一個3D魔術方塊，所以要畫出每個小矩形，需要知道小矩形的4個定點，而這4個定點會根據空間的旋轉角度而變換，所以為了計算出這4個定點座標，需要知道魔術方塊繞x軸和z軸旋轉的角度。

所以，建立矩形類別如下

function Rect(pointA,pointB,pointC,pointD,angleX,angleZ,color){  
    base(this,LSprite,[]);  
    this.pointZ=[(pointA[0]+pointB[0]+pointC[0]+pointD[0])/4,(pointA[1]+pointB[1]+pointC[1]+pointD[1])/4,(pointA[2]+pointB[2]+pointC[2]+pointD[2])/4];  
    this.z = this.pointZ[2];  
    this.pointA=pointA,this.pointB=pointB,this.pointC=pointC,this.pointD=pointD,this.angleX=angleX,this.angleZ=angleZ,this.color=color;  
}  
  
Rect.prototype.setAngle = function(a,b){  
    this.angleX = a;  
    this.angleZ = b;  
    this.z=this.getPoint(this.pointZ)[2];  
};



pointA,pointB,pointC,pointD是小矩形的四個頂點，angleX,angleZ分別是x軸和z軸旋轉的角度，color是小矩形的顏色。

魔術方塊分為6個面，先看一下最前面的一面，如果以立方體的中心作為3D座標系的中心，那麼9個小矩形的各個定點所對應的座標如下圖所示

【HTML5】3D模型--百行程式碼實現旋轉立體魔術方塊實例

所以，前面這個面的9個小矩形可以由下面的程式碼來建立

##

for(var x=0;x<3;x++){  
    for(var y=0;y<3;y++){  
        z = 3;  
        var rect = new Rect([-3*step + x*2*step,-3*step + y*2*step,-3*step + z*2*step],[-step + x*2*step,-3*step + y*2*step,-3*step + z*2*step],
        [-step + x*2*step,-step + y*2*step,-3*step + z*2*step],[-3*step + x*2*step,-step + y*2*step,-3*step + z*2*step],0,0,"#FF0000");  
        backLayer.addChild(rect);  
    }  
}


其中backLayer是一個LSprite類，step是半個小矩形的長，同樣的道理，可以也得到其他5個面。

6個面都建立了，在繪製這6個面之前，首先要根據旋轉的角度來計算各個定點的座標，看下面的圖


【HTML5】3D模型--百行程式碼實現旋轉立體魔術方塊實例
根據上面的圖，用下面的公式即可得到變換後的定點座標


Rect.prototype.getPoint = function(p){  
    var u2,v2,w2,u=p[0],v=p[1],w=p[2];  
    u2 = u * Math.cos(this.angleX) - v * Math.sin(this.angleX);  
    v2 = u * Math.sin(this.angleX) + v * Math.cos(this.angleX);  
    w2 = w;  
    u = u2; v = v2; w = w2;  
    u2 = u;  
    v2 = v * Math.cos(this.angleZ) - w * Math.sin(this.angleZ);  
    w2 = v * Math.sin(this.angleZ) + w * Math.cos(this.angleZ);  
    u = u2; v = v2; w = w2;  
    return [u2,v2,w2];  
};


最後根據小矩形的四個定點座標，來繪製這個矩形，


Rect.prototype.draw = function(layer){  
    this.graphics.clear();  
    this.graphics.drawVertices(1,"#000000",[this.getPoint(this.pointA),this.getPoint(this.pointB),
    this.getPoint(this.pointC),this.getPoint(this.pointD)],true,this.color);  
};


其中drawVertices是lufylegend.js庫件中LGraphics類別的一個方法，它可以根據傳入的定點座標數組來繪製一個多邊形。

最後，給完整程式碼，程式碼很少，JS程式碼總共91行。


一，index.html

<!DOCTYPE html>  
<html>  
<head>  
<meta charset="UTF-8">  
<title>3D魔方</title>  
</head>  
<body>  
<p id="mylegend">loading……</p>  
<script type="text/javascript" src="../lufylegend-1.4.0.min.js"></script>   
<script type="text/javascript" src="./Main.js"></script>   
<script type="text/javascript" src="./Rect.js"></script>   
</body>  
</html>



二，Rect類別

function Rect(pointA,pointB,pointC,pointD,angleX,angleZ,color){  
    base(this,LSprite,[]);  
    this.pointZ=[(pointA[0]+pointB[0]+pointC[0]+pointD[0])/4,(pointA[1]+pointB[1]+pointC[1]+pointD[1])/4,(pointA[2]+pointB[2]+pointC[2]+pointD[2])/4];  
    this.z = this.pointZ[2];  
    this.pointA=pointA,this.pointB=pointB,this.pointC=pointC,this.pointD=pointD,this.angleX=angleX,this.angleZ=angleZ,this.color=color;  
}  
Rect.prototype.draw = function(layer){  
    this.graphics.clear();  
    this.graphics.drawVertices(1,"#000000",[this.getPoint(this.pointA),this.getPoint(this.pointB),
this.getPoint(this.pointC),this.getPoint(this.pointD)],true,this.color);  
};Rect.prototype.setAngle = function(a,b){  
    this.angleX = a;  
    this.angleZ = b;  
    this.z=this.getPoint(this.pointZ)[2];  
};  
Rect.prototype.getPoint = function(p){  
    var u2,v2,w2,u=p[0],v=p[1],w=p[2];  
    u2 = u * Math.cos(this.angleX) - v * Math.sin(this.angleX);  
    v2 = u * Math.sin(this.angleX) + v * Math.cos(this.angleX);  
    w2 = w;  
    u = u2; v = v2; w = w2;  
    u2 = u;  
    v2 = v * Math.cos(this.angleZ) - w * Math.sin(this.angleZ);  
    w2 = v * Math.sin(this.angleZ) + w * Math.cos(this.angleZ);  
    u = u2; v = v2; w = w2;  
    return [u2,v2,w2];  
};



三，Main.js

#

init(50,"mylegend",400,400,main);  
var a = 0,b=0,backLayer,step = 20,key = null;  
function main(){  
    backLayer = new LSprite();  
    addChild(backLayer);  
    backLayer.x = 120,backLayer.y = 120;  
    //后  
    for(var x=0;x<3;x++){  
        for(var y=0;y<3;y++){  
            z = 0;  
            var rect = new Rect([-3*step + x*2*step,-3*step + y*2*step,-3*step + z*2*step],[-step + x*2*step,-3*step + y*2*step,-3*step + z*2*step],
            [-step + x*2*step,-step + y*2*step,-3*step + z*2*step],[-3*step + x*2*step,-step + y*2*step,-3*step + z*2*step],0,0,"#FF4500");  
            backLayer.addChild(rect);  
        }  
    }  
    //前  
    for(var x=0;x<3;x++){  
        for(var y=0;y<3;y++){  
            z = 3;  
            var rect = new Rect([-3*step + x*2*step,-3*step + y*2*step,-3*step + z*2*step],[-step + x*2*step,-3*step + y*2*step,-3*step + z*2*step],
            [-step + x*2*step,-step + y*2*step,-3*step + z*2*step],[-3*step + x*2*step,-step + y*2*step,-3*step + z*2*step],0,0,"#FF0000");  
            backLayer.addChild(rect);  
        }  
    }  
    //上  
    for(var x=0;x<3;x++){  
        for(var z=0;z<3;z++){  
            y = 0;  
            var rect = new Rect([-3*step + x*2*step,-3*step + y*2*step,-3*step + z*2*step],[-step + x*2*step,-3*step + y*2*step,-3*step + z*2*step],
            [-step + x*2*step,-3*step + y*2*step,-step + z*2*step],[-3*step + x*2*step,-3*step + y*2*step,-step + z*2*step],0,0,"#FFFFFF");  
            backLayer.addChild(rect);  
        }  
    }  
    //下  
    for(var x=0;x<3;x++){  
        for(var z=0;z<3;z++){  
            y = 3;  
            var rect = new Rect([-3*step + x*2*step,-3*step + y*2*step,-3*step + z*2*step],[-step + x*2*step,-3*step + y*2*step,-3*step + z*2*step],
            [-step + x*2*step,-3*step + y*2*step,-step + z*2*step],[-3*step + x*2*step,-3*step + y*2*step,-step + z*2*step],0,0,"#FFFF00");  
            backLayer.addChild(rect);  
        }  
    }  
    //左  
    for(var y=0;y<3;y++){  
        for(var z=0;z<3;z++){  
            x = 0;  
            var rect = new Rect([-3*step + x*2*step,-3*step + y*2*step,-3*step + z*2*step],[-3*step + x*2*step,-3*step + y*2*step,-step + z*2*step],
            [-3*step + x*2*step,-step + y*2*step,-step + z*2*step],[-3*step + x*2*step,-step + y*2*step,-3*step + z*2*step],0,0,"#008000");  
            backLayer.addChild(rect);  
        }  
    }  
    //右  
    for(var y=0;y<3;y++){  
        for(var z=0;z<3;z++){  
            x = 3;  
            var rect = new Rect([-3*step + x*2*step,-3*step + y*2*step,-3*step + z*2*step],[-3*step + x*2*step,-3*step + y*2*step,-step + z*2*step],
            [-3*step + x*2*step,-step + y*2*step,-step + z*2*step],[-3*step + x*2*step,-step + y*2*step,-3*step + z*2*step],0,0,"#0000FF");  
            backLayer.addChild(rect);  
        }  
    }  
    backLayer.addEventListener(LEvent.ENTER_FRAME,onframe);  
}  
function onframe(){  
    a += 0.1 , b += 0.1;  
    backLayer.childList = backLayer.childList.sort(function(a,b){return a.z - b.z;});  
    for(key in backLayer.childList){  
        backLayer.childList[key].setAngle(a,b);  
        backLayer.childList[key].draw(backLayer);  
   }  
}



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# 【HTML5】3D模型--百行程式碼實現旋轉立體魔術方塊實例
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