Three.js-光线投射(raycaster)

目录

1.光线投射Raycaster

1.1 构造器

1.2 属性

1.3 方法

 2. 示例：点击变换颜色

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1.光线投射Raycaster

这个类用于进行raycasting（光线投射）。 光线投射用于进行鼠标拾取（在三维空间中计算出鼠标移过了什么物体）。

1.1 构造器

 Raycaster( origin : Vector3, direction : Vector3, near : Float, far : Float )

origin —— 光线投射的原点向量。
direction —— 向射线提供方向的方向向量，应当被标准化。
near —— 返回的所有结果比near远。near不能为负值，其默认值为0。
far —— 返回的所有结果都比far近。far不能小于near，其默认值为Infinity（正无穷。）

1.2 属性

.far : Float

raycaster的远距离因数（投射远点）。这个值表明哪些对象可以基于该距离而被raycaster所丢弃。 这个值不应当为负，并且应当比near属性大。

.near : Float

raycaster的近距离因数（投射近点）。这个值表明哪些对象可以基于该距离而被raycaster所丢弃。 这个值不应当为负，并且应当比far属性小。

.camera : Camera

对依赖于视图的对象（例如Sprites等广告牌对象）进行光线投射时使用的相机。该字段可以手动设置，也可以在调用“setFromCamera”时设置。默认为空。

.layers : Layers

Raycaster 在执行相交测试时使用它来选择性地忽略 3D 对象。以下代码示例确保Raycaster 实例 仅支持第1层上的 3D 对象。

raycaster.layers.set( 1 );
object.layers.enable( 1 );

.params : Object

具有以下属性的对象：

{
	Mesh: {},
	Line: { threshold: 1 },
	LOD: {},
	Points: { threshold: 1 },
	Sprite: {}
}

其中threshold是光线投射器在与对象相交时的精度，以世界单位为单位。

.ray : Ray

用于进行光线投射的Ray（射线）。

1.3 方法

.set ( origin : Vector3, direction : Vector3 ) : undefined

origin —— 光线投射的原点向量。
direction —— 为光线提供方向的标准化方向向量。

使用一个新的原点和方向来更新射线。

.setFromCamera ( coords : Vector2, camera : Camera ) : undefined

coords —— 在标准化设备坐标中鼠标的二维坐标 —— X分量与Y分量应当在-1到1之间。
camera —— 射线所来源的摄像机。

使用一个新的原点和方向来更新射线。

.intersectObject ( object : Object3D, recursive : Boolean, optionalTarget : Array ) : Array

object —— 检查与射线相交的物体。
recursive —— 若为true，则同时也会检查所有的后代。否则将只会检查对象本身。默认值为true。
optionalTarget — （可选）设置结果的目标数组。如果不设置这个值，则一个新的Array会被实例化；如果设置了这个值，则在每次调用之前必须清空这个数组（例如：array.length = 0;）。

检测所有在射线与物体之间，包括或不包括后代的相交部分。返回结果时，相交部分将按距离进行排序，最近的位于第一个。
该方法返回一个包含有交叉部分的数组:

[ { distance, point, face, faceIndex, object }, ... ]

distance —— 射线投射原点和相交部分之间的距离。
point —— 相交部分的点（世界坐标）
face —— 相交的面
faceIndex —— 相交的面的索引
object —— 相交的物体
uv —— 相交部分的点的UV坐标。
uv2 —— Second set of U,V coordinates at point of intersection
instanceId – The index number of the instance where the ray intersects the InstancedMesh

当计算这条射线是否和物体相交的时候，Raycaster将传入的对象委托给raycast方法。 这将可以让mesh对于光线投射的响应不同于lines和pointclouds。

请注意：对于网格来说，面必须朝向射线的原点，以便其能够被检测到。 用于交互的射线穿过面的背侧时，将不会被检测到。如果需要对物体中面的两侧进行光线投射， 你需要将material中的side属性设置为THREE.DoubleSide。

.intersectObjects ( objects : Array, recursive : Boolean, optionalTarget : Array ) : Array

objects —— 检测和射线相交的一组物体。
recursive —— 若为true，则同时也会检测所有物体的后代。否则将只会检测对象本身的相交部分。默认值为true。
optionalTarget —— （可选）设置结果的目标数组。如果不设置这个值，则一个新的Array会被实例化；如果设置了这个值，则在每次调用之前必须清空这个数组（例如：array.length = 0;）。

检测所有在射线与这些物体之间，包括或不包括后代的相交部分。返回结果时，相交部分将按距离进行排序，最近的位于第一个），相交部分和.intersectObject所返回的格式是相同的。

 2. 示例：点击变换颜色

import * as THREE from "three";
// 导入轨道控制器
import { OrbitControls } from "three/examples/jsm/controls/OrbitControls";
 
// 目标：raycaster
// 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,
  300
);
 
const textureLoader = new THREE.TextureLoader();
const particlesTexture = textureLoader.load("./textures/particles/1.png");
// 设置相机位置
camera.position.set(0, 0, 20);
scene.add(camera);
 
const cubeGeometry = new THREE.BoxBufferGeometry(1, 1, 1);
const material = new THREE.MeshBasicMaterial({
  wireframe: true,
});
const redMaterial = new THREE.MeshBasicMaterial({
  color: "#ff0000",
});
 
// 1000立方体
let cubeArr = [];
for (let i = -5; i < 5; i++) {
  for (let j = -5; j < 5; j++) {
    for (let z = -5; z < 5; z++) {
      const cube = new THREE.Mesh(cubeGeometry, material);
      cube.position.set(i, j, z);
      scene.add(cube);
      cubeArr.push(cube);
    }
  }
}
 
// 创建投射光线对象
const raycaster = new THREE.Raycaster();
 
// 鼠标的位置对象
const mouse = new THREE.Vector2();
 
 
// 监听鼠标的点击位置
window.addEventListener("click", (event) => {
  //   console.log(event);
  mouse.x = (event.clientX / window.innerWidth) * 2 - 1;
  mouse.y = -((event.clientY / window.innerHeight) * 2 - 1);
  raycaster.setFromCamera(mouse, camera);
  let result = raycaster.intersectObjects(cubeArr);
  //   console.log(result);
  //   result[0].object.material = redMaterial;
  result.forEach((item) => {
    item.object.material = redMaterial;
  });
});
 
// 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);
// 开启场景中的阴影贴图
renderer.shadowMap.enabled = true;
renderer.physicallyCorrectLights = true;
 
// console.log(renderer);
// 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);
// 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;
 
// 添加坐标轴辅助器
const axesHelper = new THREE.AxesHelper(5);
scene.add(axesHelper);
// 设置时钟
const clock = new THREE.Clock();
 
function render() {
  let time = clock.getElapsedTime();
 
  controls.update();
  renderer.render(scene, camera);
  //   渲染下一帧的时候就会调用render函数
  requestAnimationFrame(render);
}
 
render();
 
// 监听画面变化，更新渲染画面
window.addEventListener("resize", () => {
  //   console.log("画面变化了");
 
  // 更新摄像头
  camera.aspect = window.innerWidth / window.innerHeight;
  //   更新摄像机的投影矩阵
  camera.updateProjectionMatrix();
 
  //   更新渲染器
  renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
  //   设置渲染器的像素比
  renderer.setPixelRatio(window.devicePixelRatio);
});

实现效果：