three.js 细一万倍教程 从入门到精通（一）

目录

一、three.js开发环境搭建

1.1、使用parcel搭建开发环境

1.2、使用three.js渲染第一个场景和物体

1.3、轨道控制器查看物体

二、three.js辅助设置

2.1、添加坐标轴辅助器

2.2、设置物体移动

2.3、物体的缩放与旋转

缩放

旋转

2.4、应用requestAnimationFrame

2.5、通过Clock跟踪时间处理动画

2.6、Gsap动画库基本使用与原理

2.7、Gsap控制动画属性与方法

2.8、根据尺寸变化实现自适应画面

阻尼效果

自适应画面

2.9、调用js接口控制画布全屏和退出全屏

2.10、应用图形用户界面更改变量

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一、three.js开发环境搭建

1.1、使用parcel搭建开发环境

第一步：创建空项目

第二步：终端输入

npm init

直接一路回车。

第三步：安装parcel

npm install parcel-bundler

接着，通过修改你的package.json来添加这些任务脚本

"scripts": {
	"dev": "parcel src/index.html",
	"build": "parcel build src/index.html"
},

第四步：创建src/index.html

第五步：终端输入命令

npm install parcel-bundler -dev

第六步：创建静态文件，引入静态文件

第七步：编写style.css代码

* {
    margin: 0;
    padding: 0;
}
 
body {
    background-color: skyblue;
}

第八步：安装threejs依赖

npm install three --save

第九步：编写main.js代码，看threejs是否安装成功

import * as THREE from "three"
 
console.log(THREE);

第十步：启动项目

1.2、使用three.js渲染第一个场景和物体

import * as THREE from "three"
 
// 1、创建场景
const scene = new THREE.Scene()
 
// 2、创建相机
const camera = new THREE.PerspectiveCamera(75, window.innerWidth/window.innerHeight, 0.1, 1000);
 
// 3、设置相机位置
camera.position.set(0, 0, 10);
scene.add(camera)
 
// 添加物体
// 创建几何体
const cubeGeometry = new THREE.BoxGeometry(1, 1, 1);
// 材质
const cubeMaterial = new THREE.MeshBasicMaterial({color: 0xffff00});
// 根据几何体和材质创建物体
const cube = new THREE.Mesh(cubeGeometry, cubeMaterial);
// 将物体添加到场景中
scene.add(cube)
 
// 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);
 
// 使用渲染器，通过相机将场景渲染进来
renderer.render(scene, camera);

1.3、轨道控制器查看物体

import * as THREE from "three"
// 导入轨道控制器
import {OrbitControls} from 'three/examples/jsm/controls/OrbitControls'
 
// 1、创建场景
const scene = new THREE.Scene()
 
// 2、创建相机
const camera = new THREE.PerspectiveCamera(75, window.innerWidth/window.innerHeight, 0.1, 1000);
 
// 3、设置相机位置
camera.position.set(0, 0, 10);
scene.add(camera)
 
// 添加物体
// 创建几何体
const cubeGeometry = new THREE.BoxGeometry(1, 1, 1);
// 材质
const cubeMaterial = new THREE.MeshBasicMaterial({color: 0xffff00});
// 根据几何体和材质创建物体
const cube = new THREE.Mesh(cubeGeometry, cubeMaterial);
// 将物体添加到场景中
scene.add(cube)
 
// 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);
 
// 使用渲染器，通过相机将场景渲染进来
// renderer.render(scene, camera);
 
 
// 创建轨道控制器
const controls = new OrbitControls(camera, renderer.domElement);
 
function render() {
    renderer.render(scene, camera);
    // 渲染下一帧的时候就会调用render函数
    requestAnimationFrame(render)
}
 
render();

可以拖动了。

二、three.js辅助设置

2.1、添加坐标轴辅助器

// 添加坐标轴辅助器 5代表轴的线段长度
const axesHelper = new THREE.AxesHelper(5)
scene.add(axesHelper)

红色代表X轴，绿色代表Y轴，蓝色代表Z轴。

2.2、设置物体移动

// 修改物体的位置
// 参数分别为 x,y,z
cube.position.set(5, 2, 0)

当然你也可以使用直接点的形式：

cube.position.x = 5
cube.position.y = 2

小案例：模拟物体从左到右循环运动

function render() {
    cube.position.x += 0.01
    if (cube.position.x > 5) {
        cube.position.x = 0
    }
    renderer.render(scene, camera);
    // 渲染下一帧的时候就会调用render函数
    requestAnimationFrame(render)
}

2.3、物体的缩放与旋转

缩放

// 缩放
// 参数 x轴是3倍，y轴是两倍
cube.scale.set(3, 2, 1)

旋转

//旋转
// 参数都为弧度，Math.PI / 4代表绕X轴旋转45度
cube.rotation.set(Math.PI / 4, 0, 0)

小案例：模拟物体从左到右循环运动，并按X轴旋转

function render() {
    cube.position.x += 0.01
    cube.rotation.x += 0.01
    if (cube.position.x > 5) {
        cube.position.x = 0
    }
    renderer.render(scene, camera);
    // 渲染下一帧的时候就会调用render函数
    requestAnimationFrame(render)
}

2.4、应用requestAnimationFrame

首先，我们的render函数有个默认的参数time，代表每一帧的时间，如果你打印会发现每一帧的时间都不太匀速，比如我们上面这个案例，x轴长度为5，假如我打算1秒运动长度1，匀速就是5秒完成，但打印结果并不是匀速的。

// 匀速
function render(time) {
    let t = time / 1000 % 5;
    cube.position.x = t * 1
    if (cube.position.x > 5) {
        cube.position.x = 0
    }
    renderer.render(scene, camera);
    // 渲染下一帧的时候就会调用render函数
    requestAnimationFrame(render)
}

2.5、通过Clock跟踪时间处理动画

// 设置时钟
const clock = new THREE.Clock();
 
function render() {
    // 获取时钟运行的总时长
    let time = clock.getElapsedTime();
    console.log("时钟运行总时长：", time);
    let deltaTime = clock.getDelta();
    console.log("两次获取时间的间隔时间：", deltaTime)
 
    let t = time % 5;
    cube.position.x = t * 1
    if (cube.position.x > 5) {
        cube.position.x = 0
    }
    renderer.render(scene, camera);
    // 渲染下一帧的时候就会调用render函数
    requestAnimationFrame(render)
}

2.6、Gsap动画库基本使用与原理

npm install gsap

动画库的作用就解决了我们上面手动计算处理动画的问题。

// 设置动画
// x轴上移动到5的位置，所花费时间5秒
gsap.to(cube.position, {x: 5, duration: 5, ease: "power1.out"})
// 绕x轴上旋转到360度，所花费时间5秒
gsap.to(cube.rotation, {x: 2 * Math.PI, duration: 5})
 
function render() {
    renderer.render(scene, camera);
    // 渲染下一帧的时候就会调用render函数
    requestAnimationFrame(render)
}

ease属性（速率）：

        power1.out：起始阶段平滑地加速，然后以逐渐减速的方式结束。

        power1.in：起始阶段缓慢加速，然后以较快的速度向目标值靠近。

        power1.inOut：在动画开始和结束时，属性的变化速度较慢，然后在动画的中间阶段达到最快的变化速度。

2.7、Gsap控制动画属性与方法

// 设置动画
// x轴上移动到5的位置，所花费时间5秒
let animate1 = gsap.to(cube.position, {
    x: 5,
    duration: 5,
    ease: "power1.inOut",
    repeat: -1,  // 设置重复的次数，无限次循环-1
    yoyo: true, // 往返运动
    delay: 2, // 延迟2秒运动
    onStart: () => {
        console.log("动画开始")
    },
    onComplete: () => {
        console.log("动画完成")
    }
})
// 绕x轴上旋转到360度，所花费时间5秒
gsap.to(cube.rotation, {x: 2 * Math.PI, duration: 5})
 
// 点击动画，暂停或恢复
window.addEventListener("click", () => {
    if(animate1.isActive()) {
        animate1.pause(); // 暂停
    } else {
        animate1.resume(); // 恢复运动
    }
})

2.8、根据尺寸变化实现自适应画面

阻尼效果

// 设置控制器阻尼，让控制器更有真实效果，必须在动画循环里调用update()
controls.enableDamping = true;
 
function render() {
    controls.update();
    renderer.render(scene, camera);
    // 渲染下一帧的时候就会调用render函数
    requestAnimationFrame(render)
}

自适应画面

// 监听画面变化，更新渲染画面
window.addEventListener("resize", () => {
    // 更新摄像头
    camera.aspect = window.innerWidth / window.innerHeight;
    // 更新摄像机的投影矩阵
    camera.updateProjectMatrix();
    // 在更新渲染器
    renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight)
    // 设置渲染器的像素比
    renderer.setPixelRatio(window.devicePixelRatio);
})

尽管你更改分辨率，这段代码都会保持画面原样。

2.9、调用js接口控制画布全屏和退出全屏

// 双击控制屏幕进入全屏，退出全屏
window.addEventListener("dblclick", () => {
    const fullScreenElement = document.fullscreenElement; // 页面是否处于全屏
    if (!fullScreenElement){
        renderer.domElement.requestFullscreen(); // 全屏
    } else {
        document.exitFullscreen(); // 退出全屏
    }
})

2.10、应用图形用户界面更改变量

很多时候我们调试3D图像很麻烦，普遍都是改完代码然后看页面效果，而dat.gui就大大简化了我们的操作问题。

npm install -save dat.gui

// 导入dat.gui
import * as dat from 'dat.gui'
 
const gui = new dat.GUI();
gui.add(cube.position, "x").min(0).max(5).name("移动X轴坐标").onChange((value) => {
    console.log("值被修改：", value)
}).onFinishChange((value) => {
    console.log("完全停下来触发：", value)
})