Three.js 基础属性

三维坐标系

辅助观察坐标系

THREE.AxesHelper()的参数表示坐标系坐标轴线段尺寸大小，你可以根据需要改变尺寸。

// AxesHelper：辅助观察的坐标系
const axesHelper = new THREE.AxesHelper(150);
scene.add(axesHelper);

材质半透明设置

设置材质半透明,这样可以看到坐标系的坐标原点。

const material = new THREE.MeshBasicMaterial({
    color: 0x0000ff, //设置材质颜色
    transparent:true,//开启透明
    opacity:0.5,//设置透明度
});

`AxesHelper`的xyz轴

three.js坐标轴颜色红R、绿G、蓝B分别对应坐标系的x、y、z轴，对于three.js的3D坐标系默认y轴朝上。

改变相机参数——预览新的渲染效果

相机放在x轴负半轴，目标观察点是坐标原点，这样相当于相机的视线是沿着x轴正方向，只能看到长方体的一个矩形平面。

camera.position.set(-1000, 0, 0);
camera.lookAt(0, 0, 0);

// 相机视线沿着x轴负半轴，mesh位于相机后面，自然看不到
camera.position.set(-1000, 0, 0);
camera.lookAt(-2000, 0, 0);

相机far偏小，mesh位于far之外，物体不会显示在画布上。

const camera = new THREE.PerspectiveCamera(30, width / height, 1, 300);

光源对物体表面影响

实际生活中物体表面的明暗效果是会受到光照的影响，在threejs中，咱们用网格模型Mesh模拟生活中物体，所以threejs中模拟光照Light对物体表面的影响，就是模拟光照Light对网格模型Mesh表面的影响。

受光照影响材质

threejs提供的网格材质，有的受光照影响，有的不受光照影响。

基础网格材质MeshBasicMaterial不会受到光照影响。

//MeshBasicMaterial不受光照影响
const material = new THREE.MeshBasicMaterial();

漫反射网格材质MeshLambertMaterial 会受到光照影响，该材质也可以称为Lambert网格材质，

一个立方体使用MeshLambertMaterial材质，不同面和光线夹角不同，立方体不同面就会呈现出来不同的明暗效果。

//MeshLambertMaterial受光照影响
const material = new THREE.MeshLambertMaterial();

光源简介

点光源

点光源PointLight 可以类比为一个发光点，就像生活中一个灯泡以灯泡为中心向四周发射光线。

//点光源：两个参数分别表示光源颜色和光照强度
// 参数1：0xffffff是纯白光,表示光源颜色
// 参数2：1.0,表示光照强度，可以根据需要调整
const pointLight = new THREE.PointLight(0xffffff, 1.0);

pointLight.intensity = 1.0;//光照强度

点光源辅助观察`PointLightHelper`

通过点光源辅助观察对象PointLightHelper可视化点光源。预览观察：可以借助相机控件OrbitControls旋转缩放三维场景便于预览点光源位置

// 光源辅助观察
const pointLightHelper = new THREE.PointLightHelper(pointLight, 10);
scene.add(pointLightHelper);

pointLight.position.set(100, 60, 50);
// 改变点光源位置，使用OrbitControls辅助观察
pointLight.position.set(-400, -200, -300);

光源衰减

随机距离的改变，光线会衰减，越来越弱，光源衰减属性.decay默认值是2.0，如果你不希望衰减可以设置为0.0

pointLight.decay = 0.0;//设置光源不随距离衰减

光源位置

意光源位置尺寸大小：如果你希望光源照在模型的外表面，那你就需要把光源放在模型的外面。

//点光源位置
pointLight.position.set(0, 100, 0);//点光源放在y轴上

光源添加到场景

光源和网格模型Mesh对应一样是三维场景的一部分，自然需要添加到三维场景中才能起作用。

scene.add(pointLight); //点光源添加到场景中

改变光源位置，观察网格模型表面的明暗变化。

pointLight.position.set(400, 200, 300);

环境光设置

环境光AmbientLight没有特定方向，只是整体改变场景的光照明暗。

//环境光:没有特定方向，整体改变场景的光照明暗
const ambient = new THREE.AmbientLight(0xffffff, 0.4);
scene.add(ambient);

平行光

平行光DirectionalLight 就是沿着特定方向发射。

// 平行光
const directionalLight = new THREE.DirectionalLight(0xffffff, 1);
// 设置光源的方向：通过光源position属性和目标指向对象的position属性计算
directionalLight.position.set(80, 100, 50);
// 方向光指向对象网格模型mesh，可以不设置，默认的位置是0,0,0
directionalLight.target = mesh;
scene.add(directionalLight);

平行光辅助观察`DirectionalLightHelper`

通过点光源辅助观察对象DirectionalLightHelper 可视化点光源。

// DirectionalLightHelper：可视化平行光
const dirLightHelper = new THREE.DirectionalLightHelper(directionalLight, 5,0xff0000);
scene.add(dirLightHelper);

平行光与Mesh表面光线反射规律

平行光照射到网格模型Mesh表面，光线和模型表面构成一个入射角度，入射角度不同，对光照的反射能力不同。

光线照射到漫反射网格材质MeshLambertMaterial 对应Mesh表面，Mesh表面对光线反射程度与入射角大小有关。

// 对比不同入射角，mesh表面对光照的反射效果
directionalLight.position.set(100, 0, 0);
directionalLight.position.set(0, 100, 0);
directionalLight.position.set(100, 100, 100);
directionalLight.position.set(100, 60, 50);
//directionalLight.target默认指向坐标原点

相机控件OrbitControls

OrbitControls使用

旋转：拖动鼠标左键
缩放：滚动鼠标中键
平移：拖动鼠标右键

引入扩展库OrbitControls.js

<script type="importmap">
    {
		"imports": {
			"three": "../../../three.js/build/three.module.js",
            "three/addons/": "../../../three.js/examples/jsm/"
		}
	}
</script>

// 引入轨道控制器扩展库OrbitControls.js
import { OrbitControls } from 'three/addons/controls/OrbitControls.js';

使用OrbitControls

// 设置相机控件轨道控制器OrbitControls
const controls = new OrbitControls(camera, renderer.domElement);
// 如果OrbitControls改变了相机参数，重新调用渲染器渲染三维场景
controls.addEventListener('change', function () {
    renderer.render(scene, camera); //执行渲染操作
});//监听鼠标、键盘事件

OrbitControls本质

OrbitControls本质上就是改变相机的参数，比如相机的位置属性，改变相机位置也可以改变相机拍照场景中模型的角度，实现模型的360度旋转预览效果，改变透视投影相机距离模型的距离，就可以改变相机能看到的视野范围。

controls.addEventListener('change', function () {
    // 浏览器控制台查看相机位置变化
    console.log('camera.position',camera.position);
});

动画渲染循环

请求动画帧`window.requestAnimationFrame`

// requestAnimationFrame实现周期性循环执行
// requestAnimationFrame默认每秒钟执行60次，但不一定能做到，要看代码的性能
let i = 0;
function render() {
    i+=1;
    console.log('执行次数'+i);
    requestAnimationFrame(render);//请求再次执行函数render
}
render();

threejs旋转动画

动画说白了就是一张张照片，连起来依次展示，这样就形成一个动画效果，只要帧率高，人的眼睛就感觉不到卡顿，是连续的视频效果。

const renderer = new THREE.WebGLRenderer();
renderer.setSize(width, height);
// renderer.render(scene, camera); //执行渲染操作
document.body.appendChild(renderer.domElement);

// 渲染函数
function render() {
    renderer.render(scene, camera); //执行渲染操作
    mesh.rotateY(0.01);//每次绕y轴旋转0.01弧度
    requestAnimationFrame(render);//请求再次执行渲染函数render，渲染下一帧
}
render();

计算两帧渲染时间间隔和帧率

// 渲染循环
const clock = new THREE.Clock();
function render() {
    const spt = clock.getDelta()*1000;//毫秒
    console.log('两帧渲染时间间隔(毫秒)',spt);
    console.log('帧率FPS',1000/spt);
    renderer.render(scene, camera); //执行渲染操作
    mesh.rotateY(0.01);//每次绕y轴旋转0.01弧度
    requestAnimationFrame(render);//请求再次执行渲染函数render，渲染下一帧
}
render();

渲染循环和相机控件OrbitControls

设置了渲染循环,相机控件OrbitControls就不用再通过事件change执行renderer.render(scene, camera);，毕竟渲染循环一直在执行renderer.render(scene, camera);。

全屏渲染

// width和height用来设置Three.js输出的Canvas画布尺寸(像素px)
const width = window.innerWidth; //窗口文档显示区的宽度作为画布宽度
const height = window.innerHeight; //窗口文档显示区的高度作为画布高度
const renderer = new THREE.WebGLRenderer();
document.body.appendChild(renderer.domElement);

canvas画布宽高度动态变化

// onresize 事件会在窗口被调整大小时发生
window.onresize = function () {
    // 重置渲染器输出画布canvas尺寸
    renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
    // 全屏情况下：设置观察范围长宽比aspect为窗口宽高比
    camera.aspect = window.innerWidth / window.innerHeight;
    // 渲染器执行render方法的时候会读取相机对象的投影矩阵属性projectionMatrix
    // 但是不会每渲染一帧，就通过相机的属性计算投影矩阵(节约计算资源)
    // 如果相机的一些属性发生了变化，需要执行updateProjectionMatrix ()方法更新相机的投影矩阵
    camera.updateProjectionMatrix();
};