Threejs 的快速入門

這篇文章主要為大家Threejs 的快速入門，具有一定的參考價值，有興趣的小伙伴們可以參考一下

現在什麼都是3D，看電影3D，打遊戲3D，估計3D搭計程車，很快就會面世。那麼身為前端開發的標準語言，JS和3D能不能也搞出點大新聞呢？剛好最近在做活動時，就遇到了需要播放3D全景影片的需求，順便就研究了一下Threejs，一個用於在瀏覽器中繪製3D圖像的JS庫（https://github.com/mrdoob/three.js），這篇文章算是做個筆記，也希望能幫助那些想快速入門的同學。

最小環境

首先，在正式學習Threejs之前，有幾個概念需要說明的。 Threejs在底層其實還是呼叫html5中的canvas api來實作繪圖的。但和我們一般繪製2D影像不同，Threejs在底層使用的是canvas的webgl context來實作3D繪圖。 webgl context本身更多是直接對gpu的操作，用起來相當不直觀，為此Threejs在頂層對3D繪圖所需的各種元素（例如場景，攝影機，燈光，幾何圖像，材質等）進行了封裝，如果我們需要使用Threejs來繪圖，只需要創建一個最小繪圖環境 #即可，這個最小繪圖環境包含了三個要素：

1.場景--包含所有需要顯示的3D物件以及其他相關元素的容器

#2.攝影機--決定3D場景如何投影到2D畫布之上

3.渲染器- -用於最後繪製的畫筆

具體的程式碼如下：

<p class="km_insert_code">    import { Scene, PerspectiveCamera, WebGLRenderer } from ‘three’;    var scene = new Scene(); // 创建场景

    var camera = new PerspectiveCamera(45, window.innerWidth / window.innerHeight, 1, 1000); // 创建摄影机
    camera.position.z = 8;    var renderer = new WebGLRenderer(); // 创建渲染器
    renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight); // 设置画布大小
    renderer.setPixelRatio(window.devicePixelRatio); // 设置像素比，针对高清屏
    renderer.setClearColor(0x000000, 1); // 设置默认背景色

    document.body.appendChild(renderer.domElement); // 把画笔插入到dom中</p>

簡單的幾句程式碼，就可以建立起一個最小繪圖環境，之後只要我們放入需要顯示的3D對象，這些對象就會被繪製在畫布中，顯示在螢幕上。

3D**物件**

#有了環境，我們還需要告訴Threejs，到底需要顯示什麼物件。為此，我們首先需要定義這個用於顯示的物體，然後把他加入場景中即可。

<p class="km_insert_code">    import { Mesh, MeshBasicMaterial, BoxGeometry } from ‘three’;    var geometry = new BoxGeometry(1, 1, 1); // 创建一个长方体，用来定义物体的形状

    var material = new MeshBasicMaterial({ color: 0xff0000 }); // 创建一个材质，用来定义物体的颜色

    var mesh = new Mesh(geometry, material); // 使用形状和素材，来定义物体

    scene.add(mesh);

    renderer.render(scene, camera);</p>

先看看效果

怎麼感覺好無聊，哈哈哈，但不管怎麼樣，我們已經可以畫出東西來了。

形狀和材質

猜大家看了上面的程式碼，一定會有一些疑問，那個texture#是什麼鬼，geometry和material又是用來幹嘛的。其實Threejs在定義一個3D物體時，需要提供兩個信息，第一是形狀信息，也就是這個物體上每一個點，每一個面的坐標信息，第二是材質資訊，用來告訴Threejs物件的顏色，紋理，反光等資訊。有了這些訊息，Threejs才知道要如何渲染這個物件。而上面的new BoxGeometry(1, 1, 1)，就是告訴Threejs，我要顯示一個長寬高各為1的長方形。而new MeshBasicMaterial({ color: 0xff0000})，就是要告訴Threejs，這個長方體是紅色的。最後根據形狀和素材，new Mesh(geometry, material)，產生需要顯示的物體。

上面提到在Threejs中如果要產生一個長方體，則需要定義一個BoxGeometry，那除了長方體，Threejs還可以產生形狀呢：

#1.BoxGeometry --長方體

2.CircleGeometry--圆形平面

3.CylinderGeometry--圆柱体

4.PlaneGeometry--方形平面

5.RingGeometry--环形平面

6.SphereGeometry--球形

7.TextGeometry--文字

8.TorusGeometry--圆环

9.TubeGeometry--圆管

另外上面写到的MeshBasicMaterial，其实是指一个直接就能显示颜色的材质。什么叫直接显示颜色呢？这里要涉及到Threejs里的灯光设置。物体的材质由于确定物体的颜色，纹理，以及反光等属性。要反光，首先需要有一个光源：

<p class="km_insert_code">    import { SpotLight } from ‘three’;    var light = new SpotLight(0xffffff);
    light.position.z = 5;
    light.position.x = 5;
    light.position.y = 5;

    scene.add(light);</p>

这里我们定义了一个白光源，具体的效果如下：

为了可以看清楚效果，我在场景中加入了一个绿色平面，可以看到，这个绿色平面上的反光是从下到上减弱，可见，这个光源是在画面的下方。

如果我把光源的强度减弱，那么平面上的反光也会跟着减弱：

但不知大家有木有发现，绿色平面上的反光是减弱了，但红色的那个长方体，还是一样的红，完全没有变化。其实这就体现出不同材质的区别了，在红色长方体上，我采用的是MeshBasicMaterial这种材质，而在绿色平面上，我采用的是另一种称为MeshLambertMaterial的材质，这种材质的特点是漫反射强烈，主要用来模拟真实环境下的物体，例如木材，石料等物质的反光情况。另外Threejs还有另外一种材质叫MeshPhongMaterial，这种材质主要是镜面反射强烈，用来模拟镜子，金属等拥有高光的物体就比较合适。

MeshLambertMaterial和MeshPhongMaterial两种材质，都是需要光照才能看到的，如果场景中没有光源，你将会什么都看不到。相反我们在红色长方体上采用的材质是MeshBasicMaterial，这种材质即使没有光，也可以看到，你可以想象为它自己发光吧，如果用技术一点的话来说，就是MeshLambertMaterial和MeshPhongMaterial两种材质需要根据场景光线的数值来计算显示在屏幕上的颜色，而MeshBasicMaterial则忽略光线的作用，是什么颜色，就直接显示什么颜色，但也由于这种材质忽略了光照的作用，那么它也不会有任何阴影的效果。所以这种材质就叫Basic，用来做演示就十分合适。一下就是Threejs提供给我们用到的其他材质

1.MeshBasicMaterial

2.MeshLambertMaterial--漫反射材质

3.MeshPhongMaterial--镜面反射材质

4.MeshDepthMaterial--根据物体上每一点到摄像机的远近来显示颜色，远的显示黑色，近的显示白色

5.MeshNormalMaterial--根据物体上每一面的法向量方向来显示颜色

纹理贴图

如果绘制3D物体时，只能使用纯色，那也未免太单调了，没关系，Threejs提供了接口来帮忙解决这个问题。Threejs的材质，除了可以设置颜色，还支持纹理贴图，我们可以把一个图片，覆盖在3D物体上作为他的纹理，这样就可以利用这些贴图来模拟更真实的场景

<p class="km_insert_code">    import { TextureLoader, MeshLambertMaterial } from ‘three’;    var texture = new TextureLoader().load(‘./assets/texture/crate.gif’);    var material = new MeshLambertMaterial({ map: texture });</p>

上面的代码中，我们通过TextureLoader来加载一个gif图作为纹理，并且把这个纹理通过map属性映射到了材质上，加上材质后，整个物体就更加真实了

3D动画

能绘图了，但如何加入动画呢？其实很简单，在之前的代码中已经讲解过，Threejs是通过渲染器来绘图的，你可以想象成拍照。我们在场景中摆好灯光，摆好道具，渲染器咔嚓一下，就把当前的画面绘制下来了。那如果要做成动画，只需要在渲染器来个定时连拍就可以拉。具体如下。

<p class="km_insert_code">    function render() {
        requestAnimationFrame(render);
        update();
        renderer.render(scene, camera);
    }    function update() {        // update your view
    }

</p>

这里我们通过requestAnimationFrame接口，来做定时刷新，每次进入render方法，都会先去执行update方法（用于更新场景），然后让渲染器拍照（renderer.render(scene, camera)），最后等待下一次render。在update方法中，我们可以修改场景中所有物体的参数，例如，我们可以试着让盒子在屏幕中转动：

<p class="km_insert_code">    function update() {
        box.rotation.x += 0.005;
        box.rotation.y += 0.01;
    }

</p>

最后的最后，其实Threejs还有很多额外的能力，例如刚刚我们使用图片作为纹理，那么我们也可以使用视频作为纹理，把这个纹理贴到一个盒子上，通过陀螺仪来控制摄像机的拍摄方向，就可以作出一个全景视频啦。Threejs也支持粒子系统，模型数据导入，自定义着色器等一系列高级功能，大家也赶快掌握起来吧。

以上是Threejs 的快速入門的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！