Threejs进阶之十七：Threejs中的Path、Shape和ShapeGeometry类

news2024/7/4 5:06:41

在实际的应用中，有时候需要我们根据一个二维图形拉伸为三维图形的情况，这就需要我们对Threejs中提供的二维图形相关的类有一个深入的了解，这一节我们就深入的聊一聊Threejs中的Path、Shape和ShapeGeometry类

Path类

Path是一个多用途的路径（路径）对象，它通常在创建Shape对象时使用。可以定义多条直线或曲线路径，以及其交点。Path可以由多个子路径构成，每个子路径可以包含多个路径段。Path对象由Three.js的THREE.Path构造函数构造。

构造函数

Path( points : Array )：从传入的点中创建一条Path。第一个点定义了偏移量，接下来的点作为LineCurves被添加到curves数组中。
points – （可选参数）Vector2s数组。
倘若没有点被指定，将会创建一条空路径，.currentPoint将被设置为原点。

常用属性

.currentPoint：表示当前路径点对象的属性。默认情况下，它是（0,0）。
.autoClose：表示路径是否自动关闭的属性。默认情况下，它是false。

常用方法

.moveTo( x, y )：将路径的起点移动到一个新的位置（x,y），并在路径中创建一个新的点。无返回值。示例代码：
```
path.moveTo( 10, 10 );
```
.lineTo( x, y )：在路径中创建一个新的点（x，y），并在该点和上一个点之间画一条直线。无返回值。示例代码：
```
path.lineTo( 50, 50 );
```
.quadraticCurveTo( cx, cy, x, y )：在路径中创建一个控制点（cx，cy），并与当前点和结束点形成二次贝塞尔曲线。无返回值。示例代码：
```
path.quadraticCurveTo( 40, 10, 60, 50 );
```
.bezierCurveTo( cx1, cy1, cx2, cy2, x, y )：在路径中创建两个控制点（cx1，cy1）和（cx2，cy2），并与当前点和结束点形成三次贝塞尔曲线。无返回值。示例代码：
```
path.bezierCurveTo( 15, 15, 25, 45, 50, 50 );
```
.ellipse( x, y, rx, ry, astart, aend, acw )：创建一个椭圆形的路径段。无返回值。示例代码：
```
path.ellipse( 50, 50, 15, 8, 0, Math.PI * 2, false );
```
arc(aX, aY, aRadius, aStartAngle, aEndAngle, aClockwise) - 在当前子路径中创建一条弧线段。示例代码：
```
path.arc( 0, 0, 20, 0, Math.PI, true );
```
ellipse(aX, aY, xRadius, yRadius, aStartAngle, aEndAngle, aClockwise, aRotation) - 在当前子路径中创建一个椭圆形。示例代码：
javascript path.ellipse( 0, 0, 20, 30, 0, Math.PI, true,0 );
absarc(x, y, radius, startAngle, endAngle, clockwise) - 在形状上添加一个有中心和半径的弧形。
absellipse(x, y, xRadius, yRadius, startAngle, endAngle, clockwise) - 在形状上添加一个椭圆。

示例代码

function initMesh() {
  // 创建一个新的路径对象
  const path = new THREE.Path(); 
  // 设置路径起点
  path.moveTo( 0, 0 ); 
  // 创建一条曲线段
  path.quadraticCurveTo( 10, 10, 20, 0 ); 
  // 创建一条弧线段
  path.arc( 0, 0, 10, 0, Math.PI, true ); 
  // 在路径末尾自动添加一条线段，形成闭合路径
  path.autoClose = true; 
  const points = path.getPoints();
  // 创建一个线性材质，并使用定义的路径创建一个网格对象
  const material = new THREE.LineBasicMaterial({
    color: 0xffffff
  });
  const geometry = new THREE.BufferGeometry().setFromPoints( points );
  const mesh = new THREE.Line(geometry, material); 
  // 添加网格对象到场景中
  scene.add(mesh);
}

运行代码，刷新浏览器，可以看到已经绘制了一个二维图形
在这里插入图片描述

Shape类

Shape是用于创建平面形状的类。它基于Path，使用路径以及可选的孔洞来定义一个二维形状平面，因此具有路径对象的所有功能。Shape可以用来创建一个简单的二维形状，然后使用ShapeGeometry将其转换为可呈现的封闭形状。它可以和ExtrudeGeometry、ShapeGeometry一起使用，获取点，或者获取三角面。

构造函数

Shape( points : Array )：从点来创建一个Shape。第一个点定义了偏移量，接下来的点被作为LineCurves加入到curves中。
points – (可选参数) 一个Vector2数组。
如果没有点被指定，一个空的形状将会被创建，且.currentPoint将会被设为原点。

常用属性

.uuid : 字符串类型，该类所创建的实例的UUID。它是自动被指定的，因此它不应当被编辑、更改。
.holes：表示形状内部的零或多个孔的数组。即表示包含所有内部空洞（也是Shape对象）的数组。默认值是一个空数组。
其共有属性与path相同

常用方法

Shape具有Path的所有方法。

.moveTo( x, y )-将绘图点的起点移动到一个新的位置（x，y）并在Shape路径的路径中创建一个新的点。无返回值。示例代码：
```
shape.moveTo( 10, 10 );
```
.lineTo( x, y )-向Shape路径中添加一条直线，从当前点到新点（x，y）。无返回值。示例代码：
```
shape.lineTo( 50, 50 );
```
.quadraticCurveTo( cx, cy, x, y )-向Shape路径中添加一个二次贝塞尔曲线，该曲线以控制点(cx, cy)结束，终点为(x, y)。无返回值。示例代码：
```
shape.quadraticCurveTo( 40, 10, 60, 50 );
```
.bezierCurveTo( cx1, cy1, cx2, cy2, x, y )-向Shape路径中添加一个三次贝塞尔曲线，该曲线以两个控制点结束，终点为(x, y)。无返回值。示例代码：
```
shape.bezierCurveTo( 15, 15, 25, 45, 50, 50 );
```
.arc( x, y, radius, startAngle, endAngle, counterclockwise )-创建一段圆弧，并将其添加到当前Shape路径中。counterclockwise控制弧是顺时针还是逆时针形式。无返回值。示例代码：
```
shape.arc( 50, 50, 15, 0, Math.PI * 2, false );
```
absarc(x, y, radius, startAngle, endAngle, clockwise) - 在形状上添加一个有中心和半径的弧形。
absellipse(x, y, xRadius, yRadius, startAngle, endAngle, clockwise) - 在形状上添加一个椭圆。
extractPoints(divisions : Integer) - divisions – 结果的精细程度（细分数）。在形状以及.holes（孔洞）数组上调用getPoints，并返回一个来自于：
```
{
	shape
	holes
}
```
的对象，其中的形状和孔洞是Vector2数组。
.getPointsHoles ( divisions : Integer ) : Array。获取一个表示形状上的孔洞的Vector2s数组。
divisions – 结果的精细程度（细分数）。
在Threejs开发指南中找到一个比较详细介绍上述方法的图表，参考如下

示例代码

function initShapeMesh() {
  // 创建一个形状
  const shape = new THREE.Shape();
  // 创建一个闭合路径
  shape.moveTo(0, 0);
  shape.lineTo(1, 0);
  shape.lineTo(1, 1);
  shape.lineTo(0, 1);
  shape.lineTo(0, 0); 
  // 创建线性材质
  const material = new THREE.MeshBasicMaterial({
    color: 0x00ff00
  });
  const geometry = new THREE.ShapeGeometry( shape );
  const mesh = new THREE.Mesh(geometry, material); 
  // 添加网格对象到场景中
  scene.add(mesh);
}

运行代码，刷新浏览器，可以看到已经绘制了一个二维图形
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ShapeGeometry类

ShapeGeometry类从一个或多个路径形状中创建一个单面多边形几何体。它将封闭的Shape对象转换为Geometry对象，然后可以由Mesh使用。

其实在上面的示例中，我们已经使用到了ShapeGeometry类

构造函数

ShapeGeometry(shapes : Array, curveSegments : Integer)
shapes — 一个单独的shape，或者一个包含形状的Array。默认为单个三角形。
curveSegments - Integer - 每一个形状的分段数，默认值为12。

常用属性

共有属性请参见其基类BufferGeometry。

.parameters : Object-一个包含着构造函数中每个参数的对象。在对象实例化之后，对该属性的任何修改都不会改变这个几何体。

常用方法

共有方法请参见其基类BufferGeometry。

示例代码

function initShapeGeometry() {
  var shape = new THREE.Shape();
  shape.moveTo( 0, 20 );
  shape.bezierCurveTo( 0, 10, -18, 0, -25, 0 );
  shape.bezierCurveTo( -55, 0, -55, 35, -55, 35 );
  shape.bezierCurveTo( -55, 55, -35, 77, 0, 95 );
  shape.bezierCurveTo( 35, 77, 55, 55, 55, 35 );
  shape.bezierCurveTo( 55, 35, 55, 0, 25, 0 );
  shape.bezierCurveTo( 18, 0, 0, 10, 0, 20 );
 
  var geometry = new THREE.ShapeGeometry( shape );
  var material = new THREE.MeshBasicMaterial( { color: 0xff0000 } );
  var mesh = new THREE.Mesh( geometry, material );
  scene.add( mesh );
}