【Threejs学习】创建Threejs页面

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threejs官网：https://threejs.org/
Threejs官网中文文档：https://threejs.org/docs/index.html#manual/zh/
threejs中文网：http://www.webgl3d.cn/
threejs基础教程：http://www.webgl3d.cn/pages/aac9ab/
webgl基础教程：http://www.webgl3d.cn/pages/9bc0db/
threejs数学几何计算：http://www.webgl3d.cn/pages/001888/
threejs shader：http://www.webgl3d.cn/pages/d30795/
blender基础：http://www.webgl3d.cn/pages/00cfc0/
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结构图：

threejs中有三个对象：

场景
相机
渲染器

一、场景 Scene

1.创建场景

  const scene = new THREE.Scene();

2.创建网络模型

2.1 几何体

立方体、球……

1.立方体-BoxGeometry(x, y, z)

const geometry = new THREE.BoxGeometry(5, 5, 5)

x：左右 const geometry = new THREE.BoxGeometry(10, 5, 5)
y：上下 const geometry = new THREE.BoxGeometry(5, 10, 5)
z：前后 const geometry = new THREE.BoxGeometry(5, 5, 10)
在这里插入图片描述

2 球-SphereGeometry(5, 32, 16)

2.2 材质

创建几何体之后需要给它一个材质，让它有颜色。
Threejs自带了几种材质，每种材质都有相应的属性，如MeshBasicMaterial

1.MeshBasicMaterial

color：十六进制（hex colors）颜色格式
wireframe：是否将几何体渲染为线框，默认值为false（即渲染为平面多边形）

 const materialBasic = new THREE.MeshBasicMaterial({
    color: '#4d72a9',
    wireframe: true
  })

2. MeshPhongMaterial

高光反射材质，可以结合灯光使用，打造更真实立体的效果
材质结合灯光设置阴影效果

2.3 网格 Mesh

网格包含一个几何体以及作用在此几何体上的材质，我们可以直接将网格对象放入到我们的场景中，并让它在场景中自由移动。

const geometry = new THREE.BoxGeometry( 1, 1, 1 ); // 几何体
const materialBasic = new THREE.MeshBasicMaterial( { color: '#4d72a9' } ); // 材质
const cube = new THREE.Mesh( geometry, materialBasic ); // 网格
scene.add( cube );

注：默认在调用 scene.add()时，物体会被添加到（0,0,0）坐标，使得摄像机和立方体在一起。为了防止这种情况的发生，我们需移动摄像机位置，如：camera.position.z = 5。

二、相机 Camera

1.相机类型

three.js 里有几种不同的相机：

透视相机：PerspectiveCamera (透视投影)

模拟人眼视觉效果的相机，进大远小

正交相机：OrthographicCamera（正射投影）

用于渲染2D场景的相机，无论物体距离相机有多远，相机看到的物体大小都会一致
这里使用 PerspectiveCamera（透视摄像机）

  const camera = new THREE.PerspectiveCamera(
    70, // 视野角度：在显示器上能看到的场景范围,单位是角度
    threeRef.value.clientWidth / threeRef.value.clientHeight, // 长宽比：宽 除以 高
    0.1, // 近截面
    1000 // 远截面,某些部分比摄像机的远截面或近截面近的时候，该部分不会被渲染到场景中
  )

构造器： new THREE.PerspectiveCamera( fov: Number, aspect: Number, near: Number, far: Number)
属性：

视野角度 (FOV): 无论在什么时候，你所能在显示器上看到的场景的范围，它的单位是角度(与弧度区分开)。默认值是50
长宽比 (aspect ratio): 物体的宽除以它的高的值。通常是使用画布的宽/画布的高。默认值是1（正方形画布）
近截面 (near)/远截面 (far): 当物体某些部分比摄像机的远截面远或者比近截面近的时候，该这些部分将不会被渲染到场景中。

远截面：默认2000，该值必须大于近截面
近截面：默认0.1，该值在0—far之间，0对于透视摄像机来说不是有效值

其他属性查看文档： filmGauge(胶片尺寸) 、filmOffset(偏移量)、zoom(缩放倍数)……

2.相机位置

语法： camera.position.set(x,y,z);

// 设置相机位置
camera.position.set(10, 10, 10)

注：如果不设置相机位置,相机会默认在(0,0,0),需要调整相机位置防止摄像机和立方体彼此在一起,如：camera.position.z =5

3.相机视线方向

设置相机看向物体的方向(默认指向三维坐标系的原点)
语法： camera.lookAt(x,y,z);

//相机-视线方向：设置相机看向物体的方向(默认指向三维坐标系的原点)
camera.lookAt(0, 0, 0)

三、使用渲染器渲染场景

three.js 里提供了几种不同的渲染器：

WebGLRenderer

这里使用 WebGLRenderer 渲染器

  // 1 创建WebGLRenderer渲染器
  const renderer = new THREE.WebGLRenderer()
  // 2 通过setSize()方法设置渲染的长宽
  renderer.setSize(
    threeRef.value.clientWidth,
    threeRef.value.clientHeight,
    false
  )
  // 3 将渲染器renderer的dom元素（renderer.domElement）添加到页面中
  threeRef.value.appendChild(renderer.domElement)
  // 4 渲染
  renderer.render(scene, camera)

1.创建渲染器

语法： const renderer = new THREE.WebGLRenderer()

2.设置渲染器的尺寸

使用 setSize 传入渲染器的宽高，

 renderer.setSize(
    threeRef.value.clientWidth,
    threeRef.value.clientHeight,
    false
  )

3.渲染场景

添加“渲染循环”（render loop）或者“动画循环”（animate loop）

function animate() {
	requestAnimationFrame( animate );
  // 使立方体动起来
  cube.rotation.x += 0.01;
  cube.rotation.y += 0.01;
	renderer.render( scene, camera );
}
animate();

四、总结

1.步骤

1.创建场景： const scene = new THREE.Scene();
2.创建相机：const camera = new THREE.PerspectiveCamera();
注1： 相机默认位置会和几何体重叠，需要调整相机位置
3.创建立方体： const geometry = new THREE.BoxGeometry(2, 2, 2);
4.添加材质： const materialBasic = new THREE.MeshBasicMaterial({ color: ‘#4d72a9’, wireframe: true });
5.创建网格，将立方体与材质放入： const cube = new THREE.Mesh(geometry, materialBasic);
注2： 创建网格地面，添加到场景中
6.将内容添加到场景中：scene.add(cube);
7.创建渲染器： const renderer = new THREE.WebGLRenderer();
8.将渲染器添加到页面中：document.body.appendChild(renderer.domElement);
9.渲染场景，将场景及摄像机传入： renderer.render(scene, camera);
注3： 第一个参数是场景，第二个参数是摄像机
10.添加动画循环，让立方体动起来

2.示例

示例一：

<!DOCTYPE html>
<html>
	<head>
		<meta charset="utf-8">
		<title>My first three.js app</title>
		<style>
			body { margin: 0; }
		</style>
	</head>
	<body>
		<script type="module">
			import * as THREE from 'https://unpkg.com/three/build/three.module.js';
			
      // 1.创建场景
      const scene = new THREE.Scene();
      // 2.创建相机
      const camera = new THREE.PerspectiveCamera();
      camera.position.z = 10;
      camera.position.y = 2;
      // 3.创建立方体
      const geometry = new THREE.BoxGeometry();
      // 4.添加材质
      const material = new THREE.MeshBasicMaterial({ color: 0x00ff00 })
      // 5.创建网格，将立方体和材质放入
      const cube = new THREE.Mesh(geometry, material);
      cube.position.set(0, 3, 0 )
      // 6.将内容添加到场景中
      scene.add(cube);
      // 7.创建渲染器
      const renderer = new THREE.WebGLRenderer();
      // 8.将渲染器添加到页面中
      document.body.appendChild(renderer.domElement);
      // 调整渲染器窗口大小
      renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
      
      // 添加网格地面
      const gridHelper = new THREE.GridHelper(10, 10);
      // 将网格地面添加到场景中
      scene.add(gridHelper);

      // 9.渲染场景，将场景和摄像机传入
      // renderer.render(scene, camera)

      // 10.让立方体动起来
      function animate() {
        requestAnimationFrame(animate); // 动画循环
        cube.rotation.x += 0.01;
        cube.rotation.y += 0.01;
        renderer.render(scene, camera); 
      }
      animate();

		// 双击全屏显示
		window.addEventListener('dblclick', () => {
		  const fullScreenElement = document.fullscreenElement
		  if (!fullScreenElement) {
		    //让画布对象全屏
		    renderer.domElement.requestFullscreen()
		  } else {
		    //退出全屏，使用document对象
		    document.exitFullscreen()
		  }
		})

		</script>
	</body>
</html>

示例二：

<template>
  <div class="w-100% h-100%">
    <div ref="threeRef" class="w-100% h-100%"></div>
  </div>
</template>

<script setup>
// 引入three.js
import * as THREE from 'three'
import { onMounted, ref, reactive } from 'vue'

let threeRef = ref(null)
// 一、场景：创建场景(scene)
const scene = new THREE.Scene()
let camera = reactive()
const renderer = new THREE.WebGLRenderer()

onMounted(() => {
  initThree()
})

function initThree() {
  // 1.1 创建网络模型-几何体: 立方体-BoxGeometry(x, y, z)
  // const geometry = new THREE.SphereGeometry(5, 32, 16)
  const geometry = new THREE.BoxGeometry(2, 2, 2)
  // 1.2 创建网络模型-材质: Basic
  const materialBasic = new THREE.MeshBasicMaterial({
    color: '#4d72a9',
    wireframe: true, //是否将几何体渲染为线框，默认值为false（即渲染为平面多边形）
  })

  // 1.3 创建一个网格模型对象:Mesh
  const cube = new THREE.Mesh(geometry, materialBasic) //网络模型对象Mesh
  // 1.4 把网格模型添加到三维场景
  scene.add(cube)

  // 1.4.3 修改几何体位置
  cube.position.set(0, 0, 0)
  camera = new THREE.PerspectiveCamera(
    70, // 视野角度：在显示器上能看到的场景范围,单位是角度
    threeRef.value.clientHeight / threeRef.value.clientWidth, // 摄像机视锥体长宽比(aspect)
    0.1, // 近截面
    1000 // 远截面,某些部分比摄像机的远截面或近截面近的时候，该部分不会被渲染到场景中
  )
  // 2.1 相机-位置：设置相机位置
  camera.position.set(10, 10, 10)
  // 2.2 相机-视线方向：设置相机看向物体的方向(默认指向三维坐标系的原点)
  camera.lookAt(0, 0, 0)
  //  防止摄像机和立方体彼此在一起
  // camera.position.z =5;

  // 三、渲染器
  // 3.1 创建WebGLRenderer渲染器

  // 3.2 通过setSize()方法设置渲染的长宽
  renderer.setSize(
    threeRef.value.clientWidth,
    threeRef.value.clientHeight,
    false
  )
  // 3.3 将渲染器renderer的dom元素（renderer.domElement）添加到页面中
  threeRef.value.appendChild(renderer.domElement)

  // 创建光源
  const spotLight1 = new THREE.SpotLight(0xffffff, 1) //(光照颜色, 光照强度)
  // 设置光源位置
  spotLight1.position.set(10, 10, 10)
  const spotLight2 = new THREE.SpotLight(0xffffff, 1) //(光照颜色, 光照强度)
  // 设置光源位置
  spotLight2.position.set(-10, -10, -10)
  // 将光源添加到场景中
  scene.add(spotLight1, spotLight2)
  // 为了方便观察3D图像，添加三维坐标系对象
  // const axes = new THREE.AxesHelper(8) // 坐标系轴长设置为8
  // 把三维坐标系 添加到场景中
  // scene.add(axes)

  // 五、渲染场景
  function animate() {
    //循环调用: 切换到其他页面时会暂停
    requestAnimationFrame(animate)
    // 让立方体动起来
    cube.rotation.x += 0.01
    cube.rotation.y += 0.01
    //渲染
    renderer.render(scene, camera)
  }
  animate()
}
</script>

<style lang="scss" scoped>
.my-three {
  width: 100%;
  height: 100%;
}
</style>