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『Three.js』入门教程_threejs

threejs

一、本地搭建Threejs官方文档网站

1.官网地址

Githubhttps://github.com/mrdoob/three.js 

我们可以直接下载压缩包并解压或使用 git clone <url>

若 github 过慢,则使用 gitee 对应镜像仓库:three.js: mrdoob/three.js 同步库

2.目录解析

3.启动方式

在three.js项目根目录下执行如下命令,yarn可使用 npm install yarn -g 安装

  1. # 安装依赖
  2. yarn install
  3. # 启动项目
  4. yarn start

浏览器访问:

二、parcel搭建three.js开发环境

1.简介

目的:方便模块化进行three.js项目的学习和开发

Parcel官网:Building a web app with Parcel | Parcel 中文网

2.部署步骤

1.为项目创建一个目录,并在项目根目录下执行

yarn add --dev parcel

创建src目录,并在其下创建index.html

  1. <!DOCTYPE html>
  2. <html lang="en">
  3. <head>
  4. <meta charset="UTF-8" />
  5. <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge" />
  6. <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0" />
  7. <title>Document</title>
  8. <link rel="stylesheet" href="./assets/css/style.css" />
  9. </head>
  10. <body>
  11. <script src="./main/main.js" type="module"></script>
  12. </body>
  13. </html>

style.css

  1. * {
  2. margin: 0;
  3. padding: 0;
  4. }
  5. body {
  6. background-color: skyblue;
  7. }

main.js

  1. import * as THREE from "three";
  2. // console.log(THREE);
  3. // 目标:了解three.js最基本的内容
  4. // 1、创建场景
  5. const scene = new THREE.Scene();
  6. // 2、创建相机
  7. const camera = new THREE.PerspectiveCamera(
  8. 75,
  9. window.innerWidth / window.innerHeight,
  10. 0.1,
  11. 1000
  12. );
  13. // 设置相机位置
  14. camera.position.set(0, 0, 10);
  15. scene.add(camera);
  16. // 添加物体
  17. // 创建几何体
  18. const cubeGeometry = new THREE.BoxGeometry(1, 1, 1);
  19. const cubeMaterial = new THREE.MeshBasicMaterial({ color: 0xffff00 });
  20. // 根据几何体和材质创建物体
  21. const cube = new THREE.Mesh(cubeGeometry, cubeMaterial);
  22. // 将几何体添加到场景中
  23. scene.add(cube);
  24. // 初始化渲染器
  25. const renderer = new THREE.WebGLRenderer();
  26. // 设置渲染的尺寸大小
  27. renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
  28. // console.log(renderer);
  29. // 将webgl渲染的canvas内容添加到body
  30. document.body.appendChild(renderer.domElement);
  31. // 使用渲染器,通过相机将场景渲染进来
  32. renderer.render(scene, camera);

3.打包脚本

  1. {
  2. "name": "ch01",
  3. "version": "1.0.0",
  4. "description": "",
  5. "main": "index.js",
  6. "scripts": {
  7. "dev": "parcel src/index.html",
  8. "build": "parcel build src/index.html"
  9. },
  10. "author": "",
  11. "license": "ISC",
  12. "devDependencies": {
  13. "parcel": "^2.4.1"
  14. },
  15. "dependencies": {
  16. "dat.gui": "^0.7.9",
  17. "gsap": "^3.10.3",
  18. "three": "^0.139.2"
  19. }
  20. }
  1. # 安装依赖
  2. yarn install
  3. # 运行项目
  4. yarn dev

访问如下网址即可:

三、基本概念 

1.三大基本概念:场景、相机、渲染器 

1.创建场景

  1. // 1、创建场景
  2. const scene = new THREE.Scene();

2.创建相机

  1. // 2、创建相机
  2. const camera = new THREE.PerspectiveCamera(
  3. 75,
  4. window.innerWidth / window.innerHeight,
  5. 0.1,
  6. 1000
  7. );
  8. // 设置相机位置
  9. camera.position.set(0, 0, 10);
  10. scene.add(camera);

three.js里有几种不同的相机,在这里,我们使用的是PerspectiveCamera(透视摄像机)。

第一个参数是视野角度(FOV)。视野角度就是无论在什么时候,你所能在显示器上看到的场景的范围,它的单位是角度(与弧度区分开)。

第二个参数是长宽比(aspect ratio)。 也就是你用一个物体的宽除以它的高的值。比如说,当你在一个宽屏电视上播放老电影时,可以看到图像仿佛是被压扁的。

接下来的两个参数是近截面(near)和远截面(far)。 当物体某些部分比摄像机的远截面远或者比近截面近的时候,该这些部分将不会被渲染到场景中。或许现在你不用担心这个值的影响,但未来为了获得更好的渲染性能,你将可以在你的应用程序里去设置它。

下图椎体就是上面设置视野角度、长宽比、近截面和远截面的演示的相机透视椎体。

 3.渲染器

  1. // 初始化渲染器
  2. const renderer = new THREE.WebGLRenderer();
  3. // 设置渲染的尺寸大小
  4. renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
  5. // console.log(renderer);
  6. // 将webgl渲染的canvas内容添加到body
  7. document.body.appendChild(renderer.domElement);
  8. // 使用渲染器,通过相机将场景渲染进来
  9. renderer.render(scene, camera);

除了创建一个渲染器的实例之外,我们还需要在我们的应用程序里设置一个渲染器的尺寸。比如说,我们可以使用所需要的渲染区域的宽高,来让渲染器渲染出的场景填充满我们的应用程序。因此,我们可以将渲染器宽高设置为浏览器窗口宽高。对于性能比较敏感的应用程序来说,你可以使用setSize传入一个较小的值,例如window.innerWidth/2和window.innerHeight/2,这将使得应用程序在渲染时,以一半的长宽尺寸渲染场景。

接下来将renderer(渲染器)的dom元素(renderer.domElement)添加到我们的HTML文档中。渲染器用来显示场景给我们看的<canvas>元素。

最后就是对将相机对场景进行拍照渲染啦。这一句就可以将画面渲染到canvas上显示出来

4.加入立方体

  1. // 添加物体
  2. // 创建几何体
  3. const cubeGeometry = new THREE.BoxGeometry(1, 1, 1);
  4. const cubeMaterial = new THREE.MeshBasicMaterial({ color: 0xffff00 });
  5. // 根据几何体和材质创建物体
  6. const cube = new THREE.Mesh(cubeGeometry, cubeMaterial);
  7. // 将几何体添加到场景中
  8. scene.add(cube);

要创建一个立方体,我们需要一个BoxGeometry(立方体)对象. 这个对象包含了一个立方体中所有的顶点(vertices)和面(faces)。

接下来,对于这个立方体,我们需要给它一个材质,来让它有颜色。这里我们使用的是MeshBasicMaterial。所有的材质都存有应用于他们的属性的对象。为了简单起见,我们只设置一个color属性,值为0x00ff00,也就是绿色。这里和CSS或者Photoshop中使用十六进制(hex colors)颜色格式来设置颜色的方式一致。

第三步,我们需要一个Mesh(网格)。 网格包含一个几何体以及作用在此几何体上的材质,我们可以直接将网格对象放入到我们的场景中,并让它在场景中自由移动。

默认情况下,当我们调用scene.add()的时候,物体将会被添加到(0,0,0)坐标。但将使得摄像机和立方体彼此在一起。为了防止这种情况的发生,我们只需要将摄像机稍微向外移动一些即可。

汇总代码 main.js

  1. import * as THREE from "three";
  2. // console.log(THREE);
  3. // 目标:了解three.js最基本的内容
  4. // 1、创建场景
  5. const scene = new THREE.Scene();
  6. // 2、创建相机
  7. const camera = new THREE.PerspectiveCamera(
  8. 75,
  9. window.innerWidth / window.innerHeight,
  10. 0.1,
  11. 1000
  12. );
  13. // 设置相机位置
  14. camera.position.set(0, 0, 10);
  15. scene.add(camera);
  16. // 添加物体
  17. // 创建几何体
  18. const cubeGeometry = new THREE.BoxGeometry(1, 1, 1);
  19. const cubeMaterial = new THREE.MeshBasicMaterial({ color: 0xffff00 });
  20. // 根据几何体和材质创建物体
  21. const cube = new THREE.Mesh(cubeGeometry, cubeMaterial);
  22. // 将几何体添加到场景中
  23. scene.add(cube);
  24. // 初始化渲染器
  25. const renderer = new THREE.WebGLRenderer();
  26. // 设置渲染的尺寸大小
  27. renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
  28. // console.log(renderer);
  29. // 将webgl渲染的canvas内容添加到body
  30. document.body.appendChild(renderer.domElement);
  31. // 使用渲染器,通过相机将场景渲染进来
  32. renderer.render(scene, camera);

四、轨道控制器

1.创建轨道控制器

const controls = new OrbitControls(camera, renderer.domElement);

两个参数: 

相机,让哪一个相机围绕目标运动。默认目标是原点。立方体在原点处。

渲染的画布dom对象,用于监听鼠标事件控制相机的围绕运动。

2.根据控制器更新画面 

  1. function render(){
  2. //如果后期需要控制器带有阻尼效果,或者自动旋转等效果,就需要加入controls.update()
  3. renderer.renderer(scene,camera)
  4. requestAnimationFrame(render)
  5. }

因为控制器监听鼠标事件之后,要根据鼠标的拖动,来控制相机围绕目标运动,并根据运动之后的效果,显示出画面来。为了保证画面流畅渲染,选择使用请求动画帧requestAnimationFrame,在屏幕渲染下一帧画面时触发回调函数来执行画面的渲染。 

requestAnimationFrame
是HTML5的新特性,区别于setTimeout和setInterval。requestAnimationFrame比后两者精确,采用系统时间间隔,保持最佳绘制效率,不会因为间隔时间过短,造成过度绘制,增加开销;也不会因为间隔时间太长,使动画卡顿不流畅,让各种网页动画效果能够有一个统一的刷新机制,从而节省系统资源,提高系统性能,改善视觉效果。

requestAnimationFrame是由浏览器专门为动画提供的API,在运行时浏览器会自动优化方法的调用,并且如果页面不是激活状态下的话,动画会自动暂停,有效节省了CPU开销。 

汇总代码 main.js

  1. import * as THREE from "three";
  2. // 导入轨道控制器
  3. import {OrbitControls} from "three/examples/jsm/controls/OrbitControls"
  4. // console.log(THREE);
  5. // 目标:了解three.js最基本的内容
  6. // 1、创建场景
  7. const scene = new THREE.Scene();
  8. // 2、创建相机
  9. const camera = new THREE.PerspectiveCamera(
  10. 75,
  11. window.innerWidth / window.innerHeight,
  12. 0.1,
  13. 1000
  14. );
  15. // 设置相机位置
  16. camera.position.set(0, 0, 10);
  17. scene.add(camera);
  18. // 添加物体
  19. // 创建几何体
  20. const cubeGeometry = new THREE.BoxGeometry(1, 1, 1);
  21. const cubeMaterial = new THREE.MeshBasicMaterial({ color: 0xffff00 });
  22. // 根据几何体和材质创建物体
  23. const cube = new THREE.Mesh(cubeGeometry, cubeMaterial);
  24. // 将几何体添加到场景中
  25. scene.add(cube);
  26. // 初始化渲染器
  27. const renderer = new THREE.WebGLRenderer();
  28. // 设置渲染的尺寸大小
  29. renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
  30. // console.log(renderer);
  31. // 将webgl渲染的canvas内容添加到body
  32. document.body.appendChild(renderer.domElement);
  33. // 使用渲染器,通过相机将场景渲染进来
  34. // renderer.render(scene, camera);
  35. const controls = new OrbitControls(camera, renderer.domElement);
  36. const AxesHelper = new THREE.AxesHelper(5);
  37. scene.add(AxesHelper);
  38. function render(){
  39. renderer.render(scene,camera)
  40. requestAnimationFrame(render)
  41. }
  42. render()

文章参考:Threejs入门课程最全教程文档

注意:上面这篇文章参考的教程文档已经由原作者下架(可能是由于比较过时),如果大家想要更深入学习 Threejs 的话,可以移步原作者的 2023 最新 Threejs 教程视频:2023全新Threejs快速入门课程【带你突破前端天花板】_哔哩哔哩_bilibili

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