Three.js快速入门

1、threejs文件包下载和目录简介

下载地址：

网盘链接:https://pan.baidu.com/s/1_Ix8TiOScypNcQe3BIl5vA?pwd=rrks 提取码:rrks

threejs文件资源目录介绍

three.js-文件包
└───build——three.js相关库，可以引入你的.html文件中。
    │
└───docs——Three.js API文档文件
    │───index.html——打开该文件，本地离线方式预览threejs文档
└───examples——大量的3D案例，是你平时开发参考学习的最佳资源
    │───jsm——threejs各种功能扩展库
└───src——Three.js引擎的源码，有兴趣可以阅读。
    │
└───editor——Three.js的可视化编辑器，可以编辑3D场景
    │───index.html——打开应用程序

2、开发和学习环境

2.1 开发环境

2.1.1 安装threejs

如果你采用的是vue + threejs或者react + threejs技术框架，那么直接通过npm安装threejs即可：

npm install three@0.148.0 --save

2.1.2 引入threejs

// 引入three.js
import * as THREE from 'three';

2.2 学习环境

直接在Html中引入threejs即可

2.2.1 script标签方式引入three.js

<script src="./build/three.js"></script>

2.2.2 ES6 import方式引入

给script标签设置type="module",也可以在.html文件中使用import方式引入three.js。

<script type="module">
// 现在浏览器支持ES6语法，自然包括import方式引入js文件
import * as THREE from './build/three.module.js';
</script>

以上就是不同环境下引入threejs的不同方式。

3、第一个3D案例—创建3D场景

入门three.js的第一步就是认识场景Scene、相机Camera、渲染器Renderer三个基本概念。

这里从第一个开始：场景Scene。
在这里插入图片描述

3.1 三维场景`Scene`

我们可以把三维场景Scene对象理解为虚拟的3D场景，用来表示模拟生活中的真实三维场景，或者说三维世界。

// 创建3D场景对象Scene
const scene = new THREE.Scene();

3.2 物体形状：几何体`Geometry`

Three.js提供了各种各样的几何体API，用来表示三维物体的几何形状。
在这里插入图片描述

// 创建一个长方体几何对象Geometry
const geometry = new THREE.BoxGeometry(100, 100, 100);

3.3 物体外观：材质`Material`

如果想定义物体的外观效果，比如颜色，就需要通过材质Material相关的API实现。

threejs不同材质渲染效果不同，下面就以threejs最简单的网格基础材质MeshBasicMaterial ()为例给大家实现一个红色材质效果。
在这里插入图片描述

//创建一个材质对象Material
const material = new THREE.MeshBasicMaterial({
    color: 0xff0000,//0xff0000设置材质颜色为红色
});

3.4 物体：网络模型`Mesh`

实际生活中有各种各样的物体，在threejs中可以通过网格模型Mesh表示一个虚拟的物体，比如一个箱子、一个鼠标。

// 两个参数分别为几何体geometry、材质material
const mesh = new THREE.Mesh(geometry, material); //网格模型对象Mesh

3.5 模型位置`.position`

实际生活中，一个物体往往是有位置的，对于threejs而言也是一样的，你可以通过位置属性.position定义网格模型Mesh在三维场景Scene的位置。

const mesh = new THREE.Mesh(geometry, material); //网格模型对象Mesh
//设置网格模型在三维空间中的位置坐标，默认是坐标原点
mesh.position.set(0,10,0);

3.6 `.add()`方法

在threejs中你创建了一个表示物体的虚拟对象Mesh，需要通过.add()方法，把网格模型mesh添加到三维场景scene中。

scene.add(mesh);

到这里，在浏览器运行还不能看到我们渲染的效果，我们需要用到另外两个才能完整的实现第一个3D案例：相机Camera、渲染器Renderer。让我们继续下去吧！！！

4、第一个3D案例—透视投影相机

Threejs如果想把三维场景Scene渲染到web网页上，还需要定义一个虚拟相机Camera，就像你生活中想获得一张照片，需要一台用来拍照的相机。

4.1 透视投影相机`PerspectiveCamera`

Threejs提供了正投影相机OrthographicCamera和透视投影相机PerspectiveCamera。这里我先学习了较常用的透视投影相机PerspectiveCamera。

透视投影相机PerspectiveCamera本质上就是在模拟人眼观察这个世界的规律。

// 实例化一个透视投影相机对象
const camera = new THREE.PerspectiveCamera();

4.2 相机位置`.position`

生活中用相机拍照，你相机位置不同，拍照结果也不同，threejs中虚拟相机同样如此。

比如有一间房子，你拿着相机站在房间里面，看到的是房间内部，站在房子外面看到的是房子外面效果。

相机对象Camera具有位置属性.position，通过位置属性.position可以设置相机的位置。

// 相机在Three.js三维坐标系中的位置
// 根据需要设置相机位置具体值
camera.position.set(200, 200, 200);

4.3 相机观察目标`.lookAt()`

用相机拍照你需要控制相机的拍照目标，具体说相机镜头对准哪个物体或说哪个坐标。对于threejs相机而言，就是设置.lookAt()方法的参数，指定一个3D坐标。

//相机观察目标指向Threejs 3D空间中某个位置
camera.lookAt(0, 0, 0); //坐标原点

camera.lookAt(0, 10, 0);  //y轴上位置10

camera.lookAt(mesh.position);//指向mesh对应的位置

在这里插入图片描述

4.4 判断相机相对三维场景中长方体位置

可以把三维场景中长方体mesh象为一个房间，然后根据相机位置和长方体位置尺寸对比，判断两者相对位置。你可以发现设置相机坐标(200, 200, 200)，位于长方体外面一处位置。

// 长方体尺寸100, 100, 100
const geometry = new THREE.BoxGeometry( 100, 100, 100 );
const mesh = new THREE.Mesh(geometry,material);
// 相机位置xyz坐标：0,10,0
mesh.position.set(0,10,0);
// 相机位置xyz坐标：200, 200, 200
camera.position.set(200, 200, 200);

4.5 定义相机渲染输出的画布尺寸

你生活中相机拍照的照片是有大小的，对于threejs而言一样，需要定义相机在网页上输出的Canvas画布(照片)尺寸，大小可以根据需要定义，这里先随机定义一个尺寸。

Canvas画布：这里把threejs虚拟相机渲染三维场景在浏览器网页上呈现的结果称为Canvas画布。

// 定义相机输出画布的尺寸(单位:像素px)
const width = 800; //宽度
const height = 500; //高度

4.6 透视投影相机`PerspectiveCamera`：视锥体

透视投影相机的四个参数fov, aspect, near, far构成一个四棱台3D空间，被称为视锥体，只有视锥体之内的物体，才会渲染出来，视锥体范围之外的物体不会显示在Canvas画布上。
在这里插入图片描述

// 30:视场角度, width / height:Canvas画布宽高比, 1:近裁截面, 3000：远裁截面
const camera = new THREE.PerspectiveCamera(30, width / height, 1, 3000);

PerspectiveCamera参数介绍：

PerspectiveCamera(fov, aspect, near, far)

参数	含义	默认值
fov	相机视锥体竖直方向视野角度	50
aspect	相机视锥体水平方向和竖直方向长度比，一般设置为Canvas画布宽高比width / height	1
near	相机视锥体近裁截面相对相机距离	0.1
far	相机视锥体远裁截面相对相机距离，far-near构成了视锥体高度方向	2000

5、第一个3D案例—渲染器

上面创建了景物和相机，那么要给景物拍照，就需要拿着相机 咔 一声，完成拍照。对于three.js而言，渲染器就是完成这个咔的动作。

5.1 WebGL渲染器`WebGLRenderer`

通过WebGL渲染器WebGLRenderer可以实例化一个WebGL渲染器对象。

// 创建渲染器对象
const renderer = new THREE.WebGLRenderer();

5.2 设置Canvas画布尺寸`.setSize()`

renderer.setSize(width, height); //设置three.js渲染区域的尺寸(像素px)

5.3 渲染器渲染方法`.render()`

渲染器WebGLRenderer执行渲染方法.render()就可以生成一个Canvas画布(照片)，并把三维场景Scene呈现在canvas画布上面,你可以把.render()理解为相机的拍照动作“咔”。

renderer.render(scene, camera); //执行渲染操作

5.4 渲染器Canvas画布属性`.domElement`

渲染器WebGLRenderer通过属性.domElement可以获得渲染方法.render()生成的Canvas画布，.domElement本质上就是一个HTML元素：Canvas画布。

document.body.appendChild(renderer.domElement);

5.5 Canvas画布插入到任意HTML元素中

添加html代码，创建一个div容器

<div id="webgl" style="margin-top: 200px;margin-left: 100px;"></div>

然后在js中添加下面代码

document.getElementById('webgl').appendChild(renderer.domElement);

6、看结果

到此，第一个3D案例大功告成：
在这里插入图片描述