Three.js讲解以及WEBGL实例

时间:2022-06-18 06:43:27
webGL可以让我们在canvas上实现3D效果。而three.js是一款webGL框架,由于其易用性被广泛应用。如果你要学习webGL,抛弃那些复杂的原生接口从这款框架入手是一个不错的选择。自己虽然在去年6月份接触过一段时间,但是一直没有时间研究一下,对webGL了解的也不是很多,近来有些时间,总结一下自己掌握的这些WEBGL的东西,也给大家分享一下。在本篇文章当中,会以一个demo为例,读完这篇文章,你将学会如何在浏览器中绘制一个旋转的立体图形。Three.js讲解以及WEBGL实例 准备工作在写代码之前,你首先要去下最新的three.js框架包,在你的页面里引入three.js,当然文件包里面也有不少的demo便于大家学习;chrome是目前支持webGL最好的浏览器,Firefow居其次,国内的遨游、猎豹经测试也可以运行。
基本的HTML结构

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset=utf-8 />
<title>webgl-demo</title>
<style>
.webgl{width: 800px;height: 600px;background: #ccf;}
</style>
<script src="Three.js" type="text/javascript"></script>
</head>
<body>
<div id="webgl" class='webgl'></div>
</body>
</html>


Three.js的六个基本步骤1.设置three.js渲染器2.设置摄像机camera3.设置场景scene4.设置光源light5.设置物体object6.书写主函数执行以上五步
接下来针对每个步骤进行解释:1.设置three.js渲染器三维空间里的物体映射到二维平面的过程被称为三维渲染。 一般来说我们都把进行渲染操作的软件叫做渲染器。先来看代码:

var webgl = document.getElementById('webgl');

var renderer;//定义一个全局变量renderer(含义:渲染)
function initThree(){
//获取画布的宽高
width = webgl.clientWidth;
height = webgl.clientHeight;
//生成渲染器对象(属性:抗锯齿效果为设置有效)
renderer = new THREE.WebGLRenderer({antialias:true});
//指定渲染器的高宽(和画布框大小一致)
renderer.setSize(width, height );
//将创建的canvas元素(此处的canvas元素为three.js创建)添加到html文档当中
webgl.appendChild(renderer.domElement);
//设置渲染器的清除色
renderer.setClearColorHex(0xFFFFFF,1.0);
}

上面代码中注释所书写的几个步骤就是我们要注意的几个步骤
(1) 声明全局变量(对象);(2) 获取画布高宽;(3) 生成渲染器对象(属性:抗锯齿效果为设置有效);(4) 指定渲染器的高宽(和画布框大小一致);(5) 追加【canvas】元素到id名为webgl的这个元素中;(6) 设置渲染器的清除色(clearColor)。
在此对渲染器进行一下介绍:three.js文档中渲染器的分支如下:RenderersCanvasRendererDOMRendererSVGRendererWebGLRendererWebGLRenderTargetWebGLRenderTargetCubeWebGLShaders可以看到three.js提供了很多的渲染方式,我们选择的当然是WebGLRenderer,但我们这里要将CanvasRenderer与WebGLRenderer两种渲染方式做一个比较。把WebGL渲染器:renderer=new THREE.WebGLRenderer();替换为Canvas渲染器:renderer=new THREE.CanvasRenderer();这样canvas就会以2d的方式渲染,以下是效果对比(前者用WebGLRenderer渲染):Three.js讲解以及WEBGL实例Three.js讲解以及WEBGL实例 很明显,WebGL在渲染效果上更胜一筹,WebGL的渲染能够最大程度表现你制作精美的场景,如果你的设备支持它,这个渲染器具有比CanvasRenderer更好的性能,相反地,CanvasRenderer则具有更好的兼容性。在此针对渲染器的参数进行详细介绍:

renderer=new THREE.WebGLRenderer({
antialias:true,//antialias:true/false是否开启反锯齿
precision:"highp",//precision:highp/mediump/lowp着色精度选择
alpha:true,//alpha:true/false是否可以设置背景色透明
premultipliedAlpha:false,//?
stencil:false,//?
preserveDrawingBuffer:true,//preserveDrawingBuffer:true/false是否保存绘图缓冲
maxLights:1//maxLights:最大灯光数
});

WebGLRenderer()中有一些参数我们可以设置,以下这些参数来自于官方文档:  antialias:  值:true/false  含义:是否开启反锯齿,设置为true开启反锯齿。  precision:  值:highp/mediump/lowp  含义:着色精度选择。  alpha:  值:true/false  含义:是否可以设置背景色透明。  premultipliedAlpha:  值:true/false  含义:?  stencil:  值:true/false  含义:?  preserveDrawingBuffer:  值:true/false  含义:是否保存绘图缓冲,若设为true,则可以提取canvas绘图的缓冲。  maxLights:  值:数值int  含义:最大灯光数,我们的场景中最多能够添加多少个灯光。

接下来,继续讲解第二步:设置相机OpenGL(WebGL)中、三维空间中的物体投影到二维空间的方式中,存在透视投影和正投影两种相机。 透视投影就是、从视点开始越近的物体越大、远处的物体绘制的较小的一种方式、和日常生活中我们看物体的方式是一致的。 正投影就是不管物体和视点距离,都按照统一的大小进行绘制、在建筑和设计等领域需要从各个角度来绘制物体,因此这种投影被广泛应用。在 Three.js 也能够指定透视投影和正投影两种方式的相机。 在此设置透视投影方式。

/*
*设置相机
*/
var camera;
function initCamera() {
camera = new THREE.PerspectiveCamera(45,width/height,1,10000);
//此处为设置透视投影的相机,默认情况下,相机的上方向为Y轴,右方向为X轴,沿着Z轴垂直朝里(视野角:fov; 纵横比:aspect; 相机离视最近的距离:near; 相机离视体积最远距离:far)
camera.position.x = 400;//设置相机的位置坐标
camera.position.y = 0;
camera.position.z = 0;
//设置相机的上为z轴方向
camera.up.x = 0;
camera.up.y = 0;
camera.up.z = 1;
//设置视野的中心坐标

camera.lookAt({x:0, y:0, z:0});
}

基本步骤为:
(1) 声明全局的变量(对象);(2) 设置透视投影的相机;(3) 设置相机的位置坐标;(4) 设置相机的上为「z」轴方向;(5) 设置视野的中心坐标。
3.设置场景scene场景就是一个三维空间。 用 [Scene] 类声明一个叫 [scene] 的对象。

/*
*设置场景,所有的元素只有在添加到场景当中之后才能够生效
*/
var scene;
function initScene() {
scene = new THREE.Scene();
}


4.设置光源OpenGL(WebGL)的三维空间中,存在点光源和聚光灯两种类型。 而且,作为点光源的一种特例还存在平行光源(无线远光源)。另外,作为光源的参数还可以进行 [环境光] 等设置。 作为对应, Three.js中可以设置 [点光源(Point Light)] [聚光灯(Spot Light)] [平行光源(Direction Light)],和 [环境光(Ambient Light)]。 和OpenGL一样、在一个场景中可以设置多个光源。 基本上,都是环境光和其他几种光源进行组合。 如果不设置环境光,那么光线照射不到的面会变得过于黑暗。 首先按照下面的步骤设置平行光源,在这之后还会追加环境光。(1) 声明全局变量(对象)(2) 设置平行光源(3) 设置光源向量(4) 追加光源到场景

/*
*设置光源
*/
var light;
function initLight() {
light = new THREE.DirectionalLight(0x0000FF,1.0,0);//设置平行光DirectionalLight
light.position.set(50,50,50);//光源向量,即光源的位置

//还可以添加多个光源,多行注释中即为添加2、3号光源
/*light2 = new THREE.DirectionalLight(0xFF00CC,1.0,0);
light2.position.set(0,50,0);
light3 = new THREE.DirectionalLight(0x0000CC,1.0,0);
light3.position.set(50,0,0);*/
scene.add(light);//追加光源到场景
/*scene.add(light2);
scene.add(light3);*/
}

5.设置物体object

/*
*设置物体
*/
var cube=Array();
function initObject() {
for(var i=0;i<4;i++){
cube[i]=new THREE.Mesh(//mesh是three.js的一个类
new THREE.CubeGeometry(50,50,50),//形状 (宽 高 深度)
new THREE.MeshLambertMaterial({color:0x0000FF})//材质
);
scene.add(cube[i]);
cube[i].position.set(0,-120+80*i,0);
}
}

在此绘制了4个立方体

7.(没有看错,不是6!!!)可以让它旋转起来

/*
*旋转
*/
var t=0;
function loop(){
t++;
renderer.clear();
cube[0].rotation.set(t/100,0,0);
cube[1].rotation.set(0,t/100,0);
cube[2].rotation.set(0,0,t/100);
/*camera.position.x = 400*Math.cos(t/100);
camera.position.y = 400*Math.sin(t/200);
camera.position.z = 50*Math.cos(t/100);*/
camera.lookAt( {x:0, y:0, z:0 } );
renderer.render(scene,camera);
window.requestAnimationFrame(loop);
}

注释当中表示的是相机的旋转,可以去掉看看效果

6.(好吧,我们来补一下第六步)将所有上面设置好的函数进行执行

/*
*执行
*/
function threeStart() {
initThree();
initCamera();
initScene();
initLight();
initObject();
loop();
renderer.clear();
renderer.render(scene,camera);
}

到这里我们就完成了,再看一下效果图吧!
Three.js讲解以及WEBGL实例 本demo的全部代码整合如下:

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset=utf-8 />
<title>webgl2</title>
<style>
#webgl{
background: #ccc;
width: 800px;
height: 600px;
}
</style>
<script src="Three.js" type="text/javascript"></script>
<script type="text/javascript">
var renderer;//声明一个全局变量
/*
*构建基本画布 渲染器
*/
function initThree() {
width = document.getElementById('webgl').clientWidth;
height = document.getElementById('webgl').clientHeight;
renderer = new THREE.WebGLRenderer({antialias:true});//生成渲染器对象,属性:锯齿效果设为true
renderer.setSize(width,height);//设置渲染器的宽和高,和画布大小一致
document.getElementById('webgl').appendChild(renderer.domElement);//追加canvas元素到webgl元素当中
renderer.setClearColorHex(0xFFFFFF,1.0);//设置渲染器的清除色
}
/*
*设置相机
*/
var camera;
function initCamera() {
camera = new THREE.PerspectiveCamera(45,width/height,1,10000);
//此处为设置透视投影的相机,默认情况下,相机的上方向为Y轴,右方向为X轴,沿着Z轴垂直朝里(视野角:fov; 纵横比:aspect; 相机离视最近的距离:near; 相机离视体积最远距离:far)
camera.position.x = 400;//设置相机的位置坐标
camera.position.y = 0;
camera.position.z = 0;
//设置相机的上为y轴方向
camera.up.x = 0;
camera.up.y = 1;
camera.up.z = 0;
}
/*
*设置场景,所有的元素只有在添加到场景当中之后才能够生效
*/
var scene;
function initScene() {
scene = new THREE.Scene();
}
/*
*设置光源
*/
var light;
function initLight() {
light = new THREE.DirectionalLight(0x0000FF,1.0,0);//设置平行光DirectionalLight
light.position.set(50,50,50);//光源向量,即光源的位置
scene.add(light);//追加光源到场景
}

/*
*设置物体
*/
var cube=Array();
function initObject() {
for(var i=0;i<4;i++){
cube[i]=new THREE.Mesh(//mesh是three.js的一个类
new THREE.CubeGeometry(50,50,50),//形状 (宽 高 深度)
new THREE.MeshLambertMaterial({color:0x0000FF})//材质
);
scene.add(cube[i]);
cube[i].position.set(0,-120+80*i,0);
}
}
/*
*旋转
*/
var t=0;
function loop(){
t++;
renderer.clear();
cube[0].rotation.set(t/100,0,0);
cube[1].rotation.set(0,t/100,0);
cube[2].rotation.set(0,0,t/100);
camera.lookAt( {x:0, y:0, z:0 } );
renderer.render(scene,camera);
window.requestAnimationFrame(loop);
}
/*
*执行
*/
function threeStart() {
initThree();
initCamera();
initScene();
initLight();
initObject();
loop();
renderer.clear();
renderer.render(scene,camera);
}
/*
*如果想让立体图形进行循环运动,需要使用到loop
*首先创建渲染器、相机、场景、光源、物体以及最后的执行
*只需要添加loop函数
var t=0;
function loop(){
t++;
cube.rotation.set(t/100,0,0);
renderer.clear();
renderer.render(scene,camera);
window.requestAnimationFrame(loop);
}
*/
</script>
</head>
<body onload="threeStart();">
<div id="webgl"></div>
</body>
</html>


http://blog.163.com/hongshaoguoguo@126/blog/static/18046981201311310510380/