THREE.JS之文本对象

时间：2022-06-25 06:01:47

      在很多应用中，不光是有图像图像对象，有时还要给场景添加必要的文字说明等等。比图说游戏中的积分，生命值等等，或者使用文本做装饰等等。在three.js中，使用TextGeometry这个类来创建文本。今天要实现的效果如下图：

THREE.JS之文本对象

首先创建文件index.html

<!DOCTYPE html>
<html>
    <head>
        <title>立体字</title>
        <meta charset="utf-8">
        <style type="text/css"> *{ padding:0px;margin: 0px } #container{ width: 100vw; height: 100vh; } </style>
    </head>
    <body>
        <div id="container"></div>
        <script type="text/javascript" src="./build/three.js"></script>
        <script type="text/javascript" src="./js/controls/OrbitControls.js"></script>
        <script type="text/javascript"> //TODO </script>
    </body>
</html>

在上面代码中首先引入three.js[官网]文件和OrbitControls.js文件,其中OrbitControls是一个摄像机控制器，用来进行场景漫游。使用控制器来控制视角，更能体现3D的立体效果。

完整的例子步骤如下：
1、创建并初始化渲染器（Renderer）；
2、创建并初始化场景（Scene）；
3、创建并初始化摄像机（PerspectiveCamera/透视相机），将相机添加到场景中；
4、创建并初始化光源（PointLight/点光源），并将光源添加到场景中；
5、导入字体库，使用字体创建文本形状（TextGeometry）,并添加到场景中；
6、创建控制器并初始化控制器（OrbitControls）；
7、渲染；

首先创建全局变量，以便共享：

var renderer,scene,camera,controls;

1、创建并初始化渲染器（Renderer）；

function initRenderer(){
    renderer = new THREE.WebGLRenderer( { antialias: true } );
    var width = document.getElementById("container").clientWidth;
    var height = document.getElementById("container").clientHeight;
    renderer.setSize(width,height);
    renderer.setClearColor(0xffffff);

    document.getElementById("container").appendChild(renderer.domElement);

}

      创建一个WebGLRenderer渲染器，WebGLRenderer使用WebGL来绘制3D图形。three.js一共有两种渲染器，另外一个是CanvasRenderer,使用 Canvas 2D Context API来绘制3D图形。对于开发者来说不管使用哪个渲染器，他们的差别对于我们来说是透明的，也就是说无论使用哪个渲染器，写的代码都是一样的。但是经过我的测试，发现CanvasRenderer的渲染效果明显次于WebGLRenderer,在场景漫游的过程重出现了很严重的跳帧。而且CanvasRenderer已经被移除了标准库three.js，如果使用需要使用，必须引入文件“/examples/js/renderers/CanvasRenderer.js”。

.setClearColor() 设置清除色，也就是背景色；
renderer.domElement 就是渲染器中的canvas对象，将canvas对象添加到页面中才能看到渲染效果。

2、创建并初始化场景（Scene）；

function initScene(){
    scene = new THREE.Scene();
    scene.fog = new THREE.Fog( 0x000000, 0, 3000 );
}

给场景添加烟雾效果；
new THREE.Fog( color,near,far)，其中：
color:十六进制，烟雾的颜色值；
near:烟雾的范围,沿Z轴的近端；
far:烟雾的范围，沿Z轴的远端；

3、创建并初始化摄像机（PerspectiveCamera/透视相机），将相机添加到场景中；

function initCamera(){
    var width = document.getElementById("container").clientWidth;
    var height = document.getElementById("container").clientHeight;
    camera = new THREE.PerspectiveCamera(30, width/height,1, 10000);
    camera.position.y=800/Math.tan(Math.PI/2.5);
    camera.position.z=800;
}

PerspectiveCamera( fov, aspect, near, far ):
fov:视角，视角越大视野越大，但是看到的物体越小；
aspect:纵横比，一般设置为canvas的width/height,否则场景中的物体会比例失调；
near:与相机的距离近端，当物体与相机的距离小于该值时不渲染;
far：与相机的距离近远端，当物体与相机的距离大于该值时不渲染;
相机的默认位置是放在圆点，重置器position的x/y/z来调整相机的位置；
相机的焦点默认是原点，可以使用camera.lookAt(THREE.vector3())来改变焦点；

4、创建并初始化光源（PointLight/点光源），并将光源添加到场景中；

function initLight(){
    var pointLight = new THREE.PointLight( 0xffffff, 1);
        pointLight.position.set( 0, 100, 100 );
        scene.add( pointLight );

    var pointLight = new THREE.PointLight( 0xffffff, 1);
        pointLight.position.set( 0, 100, -100 );
        scene.add( pointLight );
}

three.js中的光源有5种：
DirectinalLight:直线光；
PointLignt:点光源；
SpotLight:聚光灯；
AmbientLight：环境光；
HemisphereLight：半球光（天光）；

THREE.PointLight（color, intensity）:
color:光的颜色；
intensity：光强；

5、导入字体库，使用字体创建文本形状（TextGeometry）,并添加到场景中；

function initText(){
    var loader = new THREE.FontLoader();
    loader.load('../examples/fonts/optimer_bold.typeface.json',function(response){
        var font = response;
        var textGeometry = new THREE.TextGeometry("three.js",{
            "font" : font,
            "size" : 70,
            "height" : 20,
            "bevelEnabled" : true,
            "bevelSize": 2
        })

        text = new THREE.Mesh(textGeometry,new THREE.MultiMaterial( [
            new THREE.MeshPhongMaterial( { color: 0xffffff, shading: THREE.FlatShading } ),
            new THREE.MeshPhongMaterial( { color: 0xffffff, shading: THREE.SmoothShading } ) 
        ] ))

        textGeometry.computeBoundingBox();

        var centerOffset = -0.5 * (textGeometry.boundingBox.max.x-textGeometry.boundingBox.min.x);
        text.position.x = centerOffset;
        text.position.y = 30;

        var mirror = new THREE.Mesh(textGeometry,new THREE.MultiMaterial( [
            new THREE.MeshPhongMaterial( { color: 0xffffff, shading: THREE.FlatShading } ),
            new THREE.MeshPhongMaterial( { color: 0xffffff, shading: THREE.SmoothShading } )
        ] ))

        mirror.rotation.x = Math.PI;
        mirror.position.x = centerOffset;
        mirror.position.z = 20;
        mirror.position.y = -30;
        scene.add(text);
        scene.add(mirror);

        var plane = new THREE.Mesh(
        new THREE.PlaneBufferGeometry( 10000, 10000 ),
        new THREE.MeshBasicMaterial( { color: 0xfffffff, opacity: 0.5, transparent: true } )
        );
        plane.rotation.x = -Math.PI/2;  
        plane.position.y = 0;
        scene.add(plane);
    })

}

var loader = new THREE.FontLoader()
创建字体加载器；

loader.load（src, callback）
加载字体库，加载成功后将字体库传给回调函数；

var textGeometry = new THREE.TextGeometry("three.js",{
    "font" : font,
    "size" : 70,
    "height" : 20,
    "bevelEnabled" : true,
    "bevelSize": 2
})

创建字体几何图形，其中TextGeometry的第一个参数是需要绘制的文本，第二个参数是一个json对象，设置如何绘制文本，具体意义为：
font: 使用的字体库；
size:绘制字体的大小；
height:绘制文本的厚度；
bevelEnabled：是否允许棱角平滑过渡；
bevelSize:棱角平滑过渡的尺寸；

注意:bevelSize通常要比size和height小一个量级，过渡带就会很饱满甚至比文本主体本身还要大

在3D世界里所有的物体都是由网格构成的，在three.js中，绘制图形的步骤是：先使用geometry定义图形的几何形状，然后使用几何形状和材质构建网格;
THREE.JS之文本对象

text = new THREE.Mesh(textGeometry,new THREE.MultiMaterial( [
    new THREE.MeshPhongMaterial( { color: 0xffffff, shading: THREE.FlatShading } ),
    new THREE.MeshPhongMaterial( { color: 0xffffff, shading: THREE.SmoothShading } ) 
] ))

这里使用材质数组来对网格进行修饰，材质数组的第一项修饰文字正面和背面，第二项修饰文字的侧面即顶部和底部。使用的两个材质都是MeshPhongMaterial,这种材质的特点是能够像塑料一样反光。

可以认为文本对象是放在一个刚好容纳其内容的立方体中，而默认情况下，这个立方体的（底，背，左）的点与原点重合，然后沿x轴向右延伸。这样的话，文本就不会显示在视野*。这样的话，就要计算出包含文本外部的立方体，然后使用立方体的顶点位置，重新计算出其起始位置，重置位置。

textGeometry.computeBoundingBox();

var centerOffset = -0.5 * (textGeometry.boundingBox.max.x-textGeometry.boundingBox.min.x);
text.position.x = centerOffset;
text.position.y = 30;

使用同样的方法创建一个倒影，最后不要忘记把对象添加到场景中。

scene.add(text);
scene.add(mirror);

为了使倒影的效果更逼真，给场景添加一个半透明的平面，把文本真身和倒影分开。

var plane = new THREE.Mesh(
    new THREE.PlaneGeometry( 10000, 10000 ),
    new THREE.MeshBasicMaterial( { color: 0xffffff, opacity: 0.5, transparent: true } )
);
plane.rotation.x = -Math.PI/2; 
plane.position.y = 0;
scene.add(plane);

THREE.PlaneGeometry( 10000, 10000 )创建一个10000x10000的平面，transparent: true设置该平面透明， opacity: 0.5透明度是0.5。此时平面是与x0y平面重合，也就是和屏幕平面重合，然后旋转平面到xoz平面上。

6、创建控制器并初始化控制器（OrbitControls）;

function initControls(){
    controls = new THREE.OrbitControls(camera);
    controls.enableZoom = true;
    controls.minPolarAngle = Math.PI/2.5;
    controls.maxPolarAngle = Math.PI/2.5;
}

controls.enableZoom = true; //支持缩放；

controls.minPolarAngle = Math.PI/2.5; //限制竖直方向上最小旋转角度 y轴正向为0度
controls.maxPolarAngle = Math.PI/2.5; //限制竖直方向上最大旋转角度 y轴正向为0度

7、渲染；

function render(){
    renderer.render(scene, camera);
    requestAnimationFrame(render);  
}

function start(){
    initRenderer();
    initScene();
    initCamera();
    initControls();
    initLight();
    initText();
    render();
}

start();

到这里，文章开头的效果已经出来了，然后补充一下requestAnimationFrame()这个方法，requestAnimationFrame是为了做动画渲染而诞生的，其作用就是每个一段时间调用一下传入的回调函数，那么他与setTimeout()有什么区别呢？
大部分浏览器的刷新周期是16.7ms,因为1000/60=16.7;但是也不尽然，如果我们使用setTimeout（）来调用渲染函数，而我们设置的刷新时间间隔与浏览器的刷新周期不一致的话，就会导致画面延时刷新。比如说，浏览器的刷新周期是16.7ms，而我们设置的时间是10ms,那么程序就要求浏览器超负荷地去刷新，但是事实上浏览器并不会这么做，而是等待到16.7ms才刷新，导致卡帧。而requestAnimationFrame()则不需要我们设置时间，他的刷新周期是和浏览器的刷新周期同步。而且，当网页被挂起之后，requestAnimationFrame将不再刷新，比setTimeout节省资源。

完整代码

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>立体字</title>
    <meta charset="utf-8">
    <style type="text/css"> *{ padding:0px;margin: 0px } #container{ width: 100%; height: 100vh; } </style>
</head>
<body>
    <div id="container"></div>
    <script type="text/javascript" src="../build/three.js"></script>

    <script type="text/javascript" src="../examples/js/renderers/CanvasRenderer.js"></script>
    <script type="text/javascript" src="../examples/js/renderers/Projector.js"></script>
    <script type="text/javascript" src="../examples/js/controls/OrbitControls.js"></script>
    <script type="text/javascript" src="./Stats.js"></script>
    <script type="text/javascript"> var renderer,scene,camera,controls; function initRenderer(){ renderer = new THREE.WebGLRenderer( { antialias: true } ); var width = document.getElementById("container").clientWidth; var height = document.getElementById("container").clientHeight; renderer.setSize(width,height); renderer.setClearColor(0xffffff); document.getElementById("container").appendChild(renderer.domElement); stats = new Stats(); stats.setMode(0); // 0: fps, 1: ms // 将stats的界面对应左上角 stats.domElement.style.position = 'absolute'; stats.domElement.style.left = '0px'; stats.domElement.style.top = '0px'; document.body.appendChild( stats.domElement); } function initScene(){ scene = new THREE.Scene(); scene.fog = new THREE.Fog( 0x000000, 0, 5000 ); } function initCamera(){ var width = document.getElementById("container").clientWidth; var height = document.getElementById("container").clientHeight; camera = new THREE.PerspectiveCamera(30, width/height,1, 10000); camera.position.y=800/Math.tan(Math.PI/2.5); camera.position.z=800; } function initControls(){ controls = new THREE.OrbitControls(camera); controls.enableZoom = true; controls.minPolarAngle = Math.PI/2.5; controls.maxPolarAngle = Math.PI/2.5; controls.autoRotate = false; } function initLight(){ var pointLight = new THREE.PointLight( 0xffffff, 1); pointLight.position.set( 0, 100, 100 ); scene.add( pointLight ); var pointLight = new THREE.PointLight( 0xffffff, 1); pointLight.position.set( 0, 100, -100 ); scene.add( pointLight ); } function initText(){ var loader = new THREE.FontLoader(); loader.load('../examples/fonts/optimer_bold.typeface.json',function(response){ font = response; var textGeometry = new THREE.TextGeometry("three.js",{ "font" : font, "size" : 70, "height" : 20, "bevelEnabled" : true, //"curveSegments" : 1, bevelSize: 2, // material: 0, // extrudeMaterial: 1 }) text = new THREE.Mesh(textGeometry,new THREE.MultiMaterial( [ new THREE.MeshPhongMaterial( { color: 0xffffff, shading: THREE.FlatShading } ), // front new THREE.MeshPhongMaterial( { color: 0xffffff, shading: THREE.SmoothShading } ) // side ] )) textGeometry.computeBoundingBox(); //textGeometry.computeVertexNormals(); var centerOffset = -0.5 * (textGeometry.boundingBox.max.x-textGeometry.boundingBox.min.x); text.position.x = centerOffset; text.position.y = 30; var mirror = new THREE.Mesh(textGeometry,new THREE.MultiMaterial( [ new THREE.MeshPhongMaterial( { color: 0xffffff, shading: THREE.FlatShading } ), // front new THREE.MeshPhongMaterial( { color: 0xffffff, shading: THREE.SmoothShading } ) // side ] )) mirror.rotation.x = Math.PI; mirror.position.x = centerOffset; mirror.position.z = 20; mirror.position.y = -30; scene.add(text); scene.add(mirror); var plane = new THREE.Mesh( new THREE.PlaneGeometry( 10000, 10000 ), new THREE.MeshBasicMaterial( { color: 0xffffff, opacity: 0.5, transparent: true } ) ); plane.rotation.x = -Math.PI/2; plane.position.y = 0; scene.add(plane); }) } function render(){ renderer.render(scene, camera); stats.update(); requestAnimationFrame(render); } function start(){ initRenderer(); initScene(); initCamera(); initControls(); initLight(); initText(); render(); } start(); </script>
</body>
</html>
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