一、 前言

Three.js 是一款 webGL（3D繪圖標(biāo)準(zhǔn)，在此不贅述）引擎，可以運(yùn)行于所有支持 webGL 的瀏覽器。Three.js 封裝了 webGL 底層的 API ，為我們提供了高級(jí)的開(kāi)發(fā)接口，可以使用簡(jiǎn)單的代碼去實(shí)現(xiàn) 3D 渲染。（官網(wǎng)：https://threejs.org/）

二、 為什么要選擇Three.js？

Three.js 作為原生 web3D 引擎，對(duì)插件式 web3D 引擎的優(yōu)勢(shì)不言而喻：不需要安裝插件、在移動(dòng)端支持好。

Three.js 與其他原生 web3D 引擎對(duì)比：

• Babylon.js：一個(gè)強(qiáng)大的 3D 游戲引擎，由 Microsoft 的員工 David Cathue 主導(dǎo)開(kāi)發(fā)。和 Three.js 相比，three.js 更傾向于動(dòng)畫(huà)，而 Babylon.js 則更適合游戲開(kāi)發(fā)。
• PhiloGL：增加了額外的功能幫助你可以使用本地的 WebGL ，這個(gè) WebGL 的接口不是百分之百的被封裝好了的，這使得 PhiloGL 上手難度較高。
• SceneJS：一個(gè)開(kāi)源的 JavaScript 3D 引擎，特別適合需要高精度細(xì)節(jié)的模型需求，比如工程學(xué)和醫(yī)學(xué)上常用的高精度模型。
• CopperLicht：一個(gè)“商業(yè)級(jí)別的 WebGL 3D 引擎和編輯器”，你可以免費(fèi)使用，但是要想獲得未壓縮的完整版帶支持文檔的源碼和其他服務(wù)，則需要購(gòu)買(mǎi)授權(quán)。
  

相對(duì)這些 web3D 引擎，Three.js 的還有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：

• 開(kāi)發(fā)和維護(hù)比較活躍；
• 文檔齊全，案例豐富，易于學(xué)習(xí)；
• 設(shè)計(jì)靈活、方便拓展以及增加新的特性；
  

我們可以根據(jù)自己的需要去選擇web3D引擎。

三、 開(kāi)始Three.js

1、 引導(dǎo)

在開(kāi)始我們的第一個(gè) 3D 程序之前，我們需要了解 Three.js 的一些基礎(chǔ)，以下是 Three.js 制作 3D 的五要素：

1、渲染器（render）

我們可以把渲染器想想成為一個(gè)畫(huà)布，我們需要在這個(gè)畫(huà)布上去畫(huà)出我們需要展示的東西。

2、場(chǎng)景（scene）

相當(dāng)于一個(gè)空間，我們需要將展示的東西放在這個(gè)空間里，然后再在畫(huà)布上繪制出來(lái)。

3、照相機(jī)（camera）

相當(dāng)于眼睛，我們想要看到物體，就需要眼睛去看。

4、光源（light）

物體需要光照才能看見(jiàn)，不然就是漆黑一片（但是在某些情況下展示物體不需要光源）。

5、物體（object）

我們想要表現(xiàn)的內(nèi)容，會(huì)有形狀和材質(zhì)屬性。

了解了五要素之后，就可以開(kāi)始寫(xiě)我們的代碼了。

2、 創(chuàng)建渲染器

首先，我們創(chuàng)建一個(gè)渲染器。創(chuàng)建渲染器有兩種方式：

a. 在 html 上寫(xiě)出 canvas 元素

<canvas id="mainCanvas" width="600px" height="450px" ></canvas>
然后創(chuàng)建渲染器時(shí)綁定此元素
var renderer = new THREE.WebGLRenderer({
 canvas: document.getElementById('mainCanvas')
});
renderer.setClearColor(“#000”); // 設(shè)置渲染器背景為黑色

b. html 上不創(chuàng)建 canvas 元素，而是使用普通的元素作為容器

<div id="mainCanvas" style="width:600px;height:450px;" ></div>
然后創(chuàng)建渲染器，放入容器中
var canvasContainer = document.getElementById('mainCanvas');
var width = canvasContainer.clientWidth; //獲取畫(huà)布的寬
var height = canvasContainer.clientHeight; //獲取畫(huà)布的高
var renderer = new THREE.WebGLRenderer({
 antialias: true //抗鋸齒開(kāi)
});
renderer.setSize(width, height); //設(shè)置渲染器的寬和高
renderer.setClearColor(0x000000); //設(shè)置渲染器的背景顏色為黑色
var canvas = renderer.domElement; //獲取渲染器的畫(huà)布元素
canvasContainer.appendChild(canvas); //將畫(huà)布寫(xiě)入html元素中

這樣，我們的渲染器就創(chuàng)建成功了。創(chuàng)建渲染器時(shí)，還可以設(shè)置多個(gè)屬性，比如抗鋸齒、透明度等等，詳見(jiàn) three.js 官方文檔。

3、 創(chuàng)建場(chǎng)景

渲染器創(chuàng)建之后，我們?cè)賱?chuàng)建場(chǎng)景，準(zhǔn)備將我們需要繪制的東西放入場(chǎng)景。

var scene = new THREE.Scene();

4、 創(chuàng)建照相機(jī)

照相機(jī)常用的有兩種，一種叫正投影相機(jī)：

THREE.OrthographicCamera( left, right, top, bottom, near, far )；

下圖為該照相機(jī)的視野：

一種叫做透視照相機(jī)：

THREE.PerspectiveCamera( fov, aspect, near, far ) ;

下圖為該照相機(jī)的視野：

下圖為兩個(gè)照相機(jī)展示效果的對(duì)比：

**左邊為正投照相機(jī)，遠(yuǎn)近大小都一樣；右邊為透視照相機(jī)，遠(yuǎn)小近大，更接近于人眼觀(guān)察物體的感覺(jué)。**

在此以正投照相舉例：

var camera = new THREE.OrthographicCamera(-6, 6, 4.5, -4.5, 0, 50); //創(chuàng)建照相機(jī)
camera.position.set(35, 15, 25); //設(shè)置照相機(jī)的位置
camera.lookAt(new THREE.Vector3(0, 0, 0)); //設(shè)置照相機(jī)面向(0,0,0)坐標(biāo)觀(guān)察

照相機(jī)默認(rèn)坐標(biāo)為(0,0,0);

默認(rèn)面向?yàn)檠貁軸向里觀(guān)察;

5、 創(chuàng)建光源

常用光源有：

1、平行光(DirectionalLight)，效果類(lèi)似太陽(yáng)光

DirectionalLight ( color, intensity )

color — 光源顏色的RBG數(shù)值。

intensity — 光強(qiáng)的數(shù)值。

2、點(diǎn)光源(PointLight)，效果類(lèi)似燈泡

PointLight ( color, intensity, distance, decay )

color — 光源顏色的RBG數(shù)值。

intensity — 光強(qiáng)的數(shù)值。

distance -- 光強(qiáng)為0處到光源的距離，0表示無(wú)窮大。

decay -- 沿著光照距離的衰退量。

3、聚光光源(SpotLight)，效果類(lèi)似聚光燈

SpotLight ( color, intensity, distance, angle, penumbra, decay )

color — 光源顏色的RBG數(shù)值。

intensity — 光強(qiáng)的數(shù)值。

distance -- 光強(qiáng)為0處到光源的距離，0表示無(wú)窮大。

angle -- 光線(xiàn)散射角度，最大為Math.PI/2。

penumbra -- 聚光錐的半影衰減百分比。在0和1之間的值。默認(rèn)為0。

decay -- 沿著光照距離的衰退量。

在此以點(diǎn)光源舉例：

var light = new THREE.PointLight(0xffffff, 1, 100); //創(chuàng)建光源
light.position.set(12, 15, 10); //設(shè)置光源的位置
scene.add(light); //在場(chǎng)景中添加光源

6、 創(chuàng)建物體

制作物體的方法是 Mesh：

new THREE.Mesh(Geometry, Material);

Geometry 為物體的形狀，Material 為物體的材質(zhì)；

1、形狀(Geometry)

three.js 給出了很多方法去生成固定的形狀，比如長(zhǎng)方體(BoxGeometry)、球體(SphereGeometry)、圓形(CircleGeometry)等等。還有根據(jù)坐標(biāo)去生成具體形狀的方法，可以借助第三方建模軟件建模之后引入，轉(zhuǎn)換為坐標(biāo)后再生成，就可以做比較復(fù)雜的形狀了，比如人臉、汽車(chē)等等。

在此以長(zhǎng)方體為例生成形狀：

//設(shè)置正方體寬度，高度，深度分別為5,5,5
var geometry = new THREE.BoxGeometry (5, 5, 5);

2、材質(zhì)(Material)

材質(zhì)就像是物體的皮膚，決定物體外表的樣子，例如物體的顏色，看起來(lái)是否光滑，是否有貼圖等等。

常用材質(zhì)有：

·網(wǎng)格基礎(chǔ)材質(zhì)(MeshBasicMaterial)

該材質(zhì)不受光照的影響，不需要光源即可顯示出來(lái)，設(shè)置顏色后，各個(gè)面都是同一個(gè)顏色。

·網(wǎng)格法向材質(zhì)(MeshNormalMaterial)

該材質(zhì)不受光照的影響，不需要光源即可顯示出來(lái)，并且每個(gè)方向的面的顏色都不同，同但一個(gè)方向的面顏色是相同的，

該材質(zhì)一般用于調(diào)試。

·網(wǎng)格朗博材質(zhì)(MeshLambertMaterial)

該材質(zhì)會(huì)受到光照的影響，沒(méi)有光源時(shí)不會(huì)顯示出來(lái)，用于創(chuàng)建表面暗淡，不光亮的物體。

·網(wǎng)格 Phong 材質(zhì)(MeshPhongMaterial)

該材質(zhì)會(huì)受到光照的影響，沒(méi)有光源時(shí)不會(huì)顯示出來(lái)，用于創(chuàng)建光亮的物體。

在此以網(wǎng)格 Phong 材質(zhì)為例創(chuàng)建材質(zhì)：

var material = new THREE.MeshPhongMaterial({
  color: "yellow" //設(shè)置顏色為yellow
});

創(chuàng)建形狀和材質(zhì)之后，就可以創(chuàng)建該物體了：

//創(chuàng)建物體
var cube = new THREE.Mesh(geometry, material);

7、 渲染畫(huà)布

通過(guò)以上步驟，我們已經(jīng)有了渲染器(renderer)、場(chǎng)景(scene)、照相機(jī)(camera)、光源(light)和物體(cube)，此時(shí)我們需要將光源和物體加入場(chǎng)景中：

scene.add(light);
scene.add(cube);

然后再使用渲染器將場(chǎng)景和照相機(jī)渲染出來(lái)：

renderer.render(scene, camera);

效果如下圖：

四、 結(jié)束語(yǔ)

在以上內(nèi)容中，只寫(xiě)到了 Three.js 中提供的基礎(chǔ)功能，還有很多高級(jí)的功能需要大家去探索。希望大家看完這篇文章后能對(duì) Three.js 有一個(gè)初步的了解，并能夠使用 Three.js 繪制出基礎(chǔ)的 3D 圖形。

大家可以去 Three.js 官網(wǎng)的 examples 中看看，這里面都是一些很優(yōu)秀和典型的 examples，并且還有代碼可以下載，大家可以去研究探索一番。

在此附上幾個(gè)精彩的例子供大家欣賞：

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部?jī)?nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對(duì)大家學(xué)習(xí)或者工作能帶來(lái)一定的幫助，如果有疑問(wèn)大家可以留言交流，謝謝大家對(duì)腳本之家的支持。

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