three.js（3）：添加three. js坐标轴、光源和阴影效果

news2024/11/15 16:00:44

1 实现步骤

要实现阴影效果同样需要几个重要的概念。

我们首先研究一下日常生活中是如何产生阴影效果的。

需要有光。
需要一个物体，比如苹果、狗等。
需要一个接受投影的元素，比如地面、桌面等。

在 Three.js 中要产生阴影效果其实和现实世界的原理差不多。

但考虑到性能原因，Three.js 默认关闭了阴影效果，需要手动开启阴影效果：

渲染器开启阴影效果。
有一个能产生阴影的光源，并开启阴影效果。
有一个接受阴影投射的元素(比如地面)，并设置接受阴影的属性为 true。
有一个能产生阴影效果的物体，并开启阴影效果。

2 搭建场景

在Three中搭建基础场景需要3要素：场景Scene、摄像机PerspectiveCamera、渲染器 WebGLRenderer 。

			//创建场景
			var scene = new Scene();
			//设置透视摄像机
			var camera = new PerspectiveCamera(75,window.innerWidth / window.innerHeight,0.1,1000);
			//设置渲染器
			var render = new WebGLRenderer({antialias: true});
			render.setSize(window.innerWidth,window.innerHeight);
			//将渲染器中的DOM元素对象添加到指定的DIV中
			document.getElementById("puidu-webgl-output").appendChild(render.domElement);
			
			//设置坐标轴
			var axes = new AxesHelper(50);
			scene.add(axes);

			//设置透视摄像机z轴的距离，也就是和屏幕的距离
			camera.position.x = -30;
			camera.position.y = 45;
			camera.position.z = 35;
			//摄像机对准场景中心点
			camera.lookAt(scene.position);

3 创建立方体

			//创建立方几何体
			var geometry = new BoxGeometry(8,8,8);
			//创建一个网格基础材质，并设置材质颜色
			var material = new MeshLambertMaterial({color:0xff2288});
			//立方几何体和材质整合
			var cube = new Mesh(geometry,material);
			//立方体网格添加到场景中
			scene.add(cube);
			cube.position.x = 4
			cube.position.y = 10
			cube.position.z = 20

4 创建地面

在本例中地面是用来接受物体投影的载体。

创建地面我使用了 PlaneGeometry 平面，该方法只需传入宽和高即可。

然后使用 MeshLambertMaterial 材质，设置地面颜色为白色。

			//创建平面几何体
			var planeGeometry = new PlaneGeometry(100,100);
			var planeMaterial = new MeshLambertMaterial({color:0xcccccc});
			var plane = new Mesh(planeGeometry,planeMaterial);
			plane.rotation.x = -0.5 * Math.PI;
			plane.position.set(15,0,0);
			scene.add(plane);

5 创建光源

因为本例没有使用基础材质(MeshBasicMaterial) ，渲染出来的物体没有光源是不会显示的，所以我先把光源添加到场景中，之后添加地面和立方体时就比较方便观察了。

要实现阴影效果，我选择了 SpotLight 聚光灯。

			//聚光灯
			var spotLight = new SpotLight(0xFFFFFF);
			spotLight.position.set(-60,40,-65);
			//设置阴影效果
			spotLight.shadow.camera.mapSize = new Vector2(1024,1024);
			spotLight.shadow.camera.far = 130;
			spotLight.shadow.camera.near = 40;
			scene.add(spotLight);
			
			//MeshLambertMaterial材质需要Lambert光源
			var ambienLight = new AmbientLight(0xAAAAAA);
			scene.add(ambienLight);

6 开启阴影效果

用回上面提到的四句口诀就能开启阴影效果

渲染器开启阴影效果。
有一个能产生阴影的光源，并开启阴影效果。
有一个接受阴影投射的元素(比如地面)，并设置接受阴影的属性为 true。
有一个能产生阴影效果的物体，并开启阴影效果。

开启渲染器阴影

render.shadowMap.enabled = true;

立方体开启阴影效果

cube.castShadow = true;

地面接受阴影

plane.receiveShadow = true;

光源开启阴影效果

spotLight.castShadow = true;

注意：

如果想设置阴影的精细度，还可以通过聚光灯的三个属性进行控制：

spotLight.shadow.mapSize
spotLight.shadow.camera.far
spotLight.shadow.camera.near

7 完整代码如下

<!DOCTYPE html>
<html>
	<head>
		<meta charset="utf-8" />
		<title></title>
    	<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    	<script text="module" charset="UTF-8" src="./js/THREE.js"></script>
    	<title>Document</title>
		<style>
			body{margin: 0;overflow: hidden;}
		</style>
	</head>
	<body>
		<div id="puidu-webgl-output"></div>
		<script type="module">
			//引入关键字
			import {Scene,PerspectiveCamera,WebGLRenderer,BoxGeometry,Mesh,AxesHelper,PlaneGeometry,MeshLambertMaterial
				,AmbientLight,SpotLight,Vector2} from "./js/THREE.js";
			//创建场景
			var scene = new Scene();
			//设置透视摄像机
			var camera = new PerspectiveCamera(75,window.innerWidth / window.innerHeight,0.1,1000);
			//设置渲染器
			var render = new WebGLRenderer({antialias: true});
			render.setSize(window.innerWidth,window.innerHeight);
			//开启阴影
			render.shadowMap.enabled = true;
			//将渲染器中的DOM元素对象添加到指定的DIV中
			document.getElementById("puidu-webgl-output").appendChild(render.domElement);
			
			//设置坐标轴
			var axes = new AxesHelper(50);
			scene.add(axes);
			
			//创建立方几何体
			var geometry = new BoxGeometry(8,8,8);
			//创建一个网格基础材质，并设置材质颜色
			var material = new MeshLambertMaterial({color:0xff2288});
			//立方几何体和材质整合
			var cube = new Mesh(geometry,material);
			//立方体网格添加到场景中
			scene.add(cube);
			cube.castShadow = true;
			cube.position.x = 4
			cube.position.y = 10
			cube.position.z = 20

			
			//创建平面几何体
			var planeGeometry = new PlaneGeometry(100,100);
			var planeMaterial = new MeshLambertMaterial({color:0xcccccc});
			var plane = new Mesh(planeGeometry,planeMaterial);
			plane.rotation.x = -0.5 * Math.PI;
			plane.position.set(15,0,0);
			//设置接受阴影
			plane.receiveShadow = true;
			scene.add(plane);
			
			//设置透视摄像机z轴的距离，也就是和屏幕的距离
			camera.position.x = -30;
			camera.position.y = 45;
			camera.position.z = 35;
			//摄像机对准场景中心点
			camera.lookAt(scene.position);
			
			
			//聚光灯
			var spotLight = new SpotLight(0xFFFFFF);
			spotLight.position.set(-60,40,-65);
			//开启阴影
			spotLight.castShadow = true;
			//设置阴影效果
			spotLight.shadow.camera.mapSize = new Vector2(1024,1024);
			spotLight.shadow.camera.far = 130;
			spotLight.shadow.camera.near = 40;
			scene.add(spotLight);
			
			//MeshLambertMaterial材质需要Lambert光源
			var ambienLight = new AmbientLight(0xAAAAAA);
			scene.add(ambienLight);
			
			//将场景和摄像机传入到渲染器中
			render.render(scene,camera);
			
		</script>
	</body>
</html>

效果如下：