Three.js不同模型在不同轨道上的动画和移动

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了Three.js不同模型在不同轨道上的动画和移动相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

目录

效果描述

在场景中放置多个轨道路线,并在轨道上放置模型,在模型动画播放的同时让模型沿着预定轨迹移动。

实现流程

基本流程

1、搭建场景
2、添加模型和播放动画
3、添加路径和模型移动

工程文件

工程文件结构如下图:
static:存放静态资源文件
three.js-master:为官网下载的代码包,包含所有需要用到的资源包,链接:https://github.com/mrdoob/three.js/archive/master.zip
index.html:页面代码

模型使用的是官方示例中的Soldier模型,文件位置:three.js-master\\examples\\models\\gltf\\Soldier.glb
为了方便操作我们将文件拷出来放在上图static\\3dmod\\gltf文件夹下,static与three.js-master同级

index.html单页代码组成

<!DOCTYPE html>
<html>

<head>
	<meta charset="utf-8">
	<title>My first three.js app</title>
	<style>
		body 
			margin: 0;
		
	</style>
</head>

<body>
	<script type="importmap">
			
				"imports": 
					"three": "./three.js-master/build/three.module.js"
				
			
		</script>
	<script type="module">
		// 下文JS代码位置
		// ...
	</script>
</body>

</html>


参照官网例子:https://threejs.org/examples/#webgl_animation_skinning_blending中的场景和模型

搭建场景

搭建场景环境

import * as THREE from "three";
import  OrbitControls  from "./three.js-master/examples/jsm/controls/OrbitControls.js";

let scene, camera, renderer;

// 渲染器开启阴影渲染:renderer.shadowMapEnabled = true;
// 灯光需要开启“引起阴影”:light.castShadow = true;
// 物体需要开启“引起阴影”和“接收阴影”:mesh.castShadow = mesh.receiveShadow = true;

function init() 
	scene = new THREE.Scene();
	camera = new THREE.PerspectiveCamera(75, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 1000);
	renderer = new THREE.WebGLRenderer();
	// position and point the camera to the center of the scene
	camera.position.set(5, 5, 5);
	camera.lookAt(scene.position);
	
	// 增加坐标系红色代表 X 轴. 绿色代表 Y 轴. 蓝色代表 Z 轴.
	// 添加坐标系到场景中
	const axes = new THREE.AxesHelper(20);
	scene.add(axes);
	
	// 调整背景颜色,边界雾化
	scene.background = new THREE.Color(0xa0a0a0);
	scene.fog = new THREE.Fog(0xa0a0a0, 10, 30);
	
	// 半球形光源
	const hemiLight = new THREE.HemisphereLight(0xffffff, 0x444444);
	hemiLight.position.set(0, 10, 0);
	scene.add(hemiLight);
	
	// 创建一个虚拟的球形网格 Mesh 的辅助对象来模拟 半球形光源 HemisphereLight.
	const hemiLighthelper = new THREE.HemisphereLightHelper(hemiLight, 5);
	scene.add(hemiLighthelper);
	
	// 地面
	const mesh = new THREE.Mesh(new THREE.PlaneGeometry(100, 100), new THREE.MeshPhongMaterial( color: 0x999999, depthWrite: false ));
	mesh.rotation.x = - Math.PI / 2;
	mesh.receiveShadow = true;
	scene.add(mesh);
	
	// 平行光
	const directionalLight = new THREE.DirectionalLight(0xFFFFFF);
	directionalLight.castShadow = true;
	directionalLight.shadow.camera.near = 0.5;
	directionalLight.shadow.camera.far = 50;
	directionalLight.shadow.camera.left = -10;
	directionalLight.shadow.camera.right = 10;
	directionalLight.shadow.camera.top = 10;
	directionalLight.shadow.camera.bottom = -10;
	directionalLight.position.set(0, 5, 5);
	scene.add(directionalLight);
	
	// 用于模拟场景中平行光 DirectionalLight 的辅助对象. 其中包含了表示光位置的平面和表示光方向的线段.
	const directionalLightHelper = new THREE.DirectionalLightHelper(directionalLight, 5);
	scene.add(directionalLightHelper);
	
	renderer.shadowMap.enabled = true;
	renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
	document.body.appendChild(renderer.domElement);
	
	// 控制器
	const controls = new OrbitControls(camera, renderer.domElement);

// 渲染
function animate() 
	requestAnimationFrame(animate);
	renderer.render(scene, camera);
;


添加模型和播放动画

导入模型,在《Three.js学习四——模型导入》中有相对详细的介绍。

动画实现基本流程:

1、使用加载器导入模型后,在加载成功后调用的函数中设置动画
2、新建一个AnimationMixer(动画混合器)
3、获取AnimationClip(动画)实例列表
4、设置播放动画,并在每一帧中更新mixer

因为需要用到多个模型,所以将不同模型的配置单独拿出来写

import  GLTFLoader  from "./three.js-master/examples/jsm/loaders/GLTFLoader.js";
import * as SkeletonUtils from "./three.js-master/examples/jsm/utils/SkeletonUtils.js";
let clock = new THREE.Clock();
let mods = [];
let mixers = [];
let numLoadedModels = 0;
let MODELS = [
	 name: "Soldier" ,
];
// 定义要放置在场景中的模型实例、它们的位置、比例以及必须播放的动画。
let UNITS = [
      
		modelName: "Soldier", // 使用文件models/gltf/Soldier.glb中的3D模型
		meshName: "Scene", // 要设置动画的网格的名称,这个值在模型加载后的对象中找到
		position:  x: 0, y: 0, z: 0 , // 在场景中放置单元的位置
		scale: 1, // 单位的缩放比例。1.0表示:使用原始尺寸,0.1表示“小10倍”等。
		animationName: "Run", // 要运行的动画的名称
	,
	
		modelName: "Soldier", // 使用文件models/gltf/Soldier.glb中的3D模型
		meshName: "Scene", // 要设置动画的网格的名称,这个值在模型加载后的对象中找到
		position:  x: 0, y: 0, z: 0 , // 在场景中放置单元的位置
		scale: 1, // 单位的缩放比例。1.0表示:使用原始尺寸,0.1表示“小10倍”等。
		animationName: "Walk", // 要运行的动画的名称
	,
	
		modelName: "Soldier", // 使用文件models/gltf/Soldier.glb中的3D模型
		meshName: "Scene", // 要设置动画的网格的名称,这个值在模型加载后的对象中找到
		position:  x: 0, y: 0, z: 0 , // 在场景中放置单元的位置
		scale: 1, // 单位的缩放比例。1.0表示:使用原始尺寸,0.1表示“小10倍”等。
		animationName: "Run", // 要运行的动画的名称
	,
];
/**
 * 函数用于启动队列中下一个模型的加载过程。加载过程为异步的:它发生在“后台”。
 * 所以这里不一次加载所有模型。我们加载一个,等待完成,然后加载下一个。
 * 当所有模型都被加载时,我们调用loadUnits()。
 */
function loadModels() 
	// 在预定模型(需要加载的)MODELS数组中拿模型对象(只包含少部分信息用作加载相关)
	for (let i = 0; i < MODELS.length; ++i) 
		const m = MODELS[i];
		// 加载模型,加载成功后对模型进行复制,具体的类别个数在UNITS单元组中
		loadGltfModel(m, function () 
			++numLoadedModels;
			// 所有模型加载完成后开始进行对应的模型单元初始化(复制)
			if (numLoadedModels === MODELS.length) 
				console.log("All models loaded, time to instantiate units...");
				//
				instantiateUnits();
			
		);
	
;
/**
 * 从GLTF文件加载三维模型。使用GLTFLoader。
 * @param model object 模型配置,模型数组中的一项。它将在函数内部更新
 * @param onLoaded function 加载模型时将调用的回调函数
 */
function loadGltfModel(model, onLoaded) 
	const loader = new GLTFLoader(); //加载器
	const modelName =
		"./static/3dmod/gltf/" + model.name + ".glb";

	loader.load(modelName, function (gltf) 
		const scene = gltf.scene;
		model.animations = gltf.animations;
		model.scene = scene;
		// 启用阴影
		gltf.scene.traverse(function (object) 
			if (object.isMesh) 
				object.castShadow = true;
			
		);
		console.log("Done loading model", model.name);
		onLoaded();
	);
;
/**
 * 按名称查找模型对象
 * @param name
 * @returns object|null
 */
function getModelByName(name) 
	for (let i = 0; i < MODELS.length; ++i) 
		if (MODELS[i].name === name) 
			return MODELS[i];
		
	
	return null;
;
/**
 * 查看UNITS配置,克隆必要的3D模型场景,在场景中放置电枢和网格,并启动必要的动画
 */
function instantiateUnits() 
	let numSuccess = 0;

	for (let i = 0; i < UNITS.length; ++i) 
		const u = UNITS[i];
		const model = getModelByName(u.modelName);

		if (model) 
			const clonedScene = SkeletonUtils.clone(model.scene);
			if (clonedScene) 
				// 当THREE.Scene 场景已正确克隆时,找到一个模型网格并为其启动动画
				// 根据meshName拿到模型网格
				const clonedMesh = clonedScene.getObjectByName(u.meshName);
				if (clonedMesh) 
					const mixer = startAnimation(
						clonedMesh,
						model.animations,
						u.animationName
					);
					// 将动画混合器保存在列表中,在动画循环中需要使用
					mixers.push(mixer);
					numSuccess++;
				
				// 不同的模型可以具有不同的电枢和网格配置,我们无法为单个网格对象设置位置、比例或旋转。
				// 所以,我们将其设置为整个克隆场景,然后将整个场景添加到游戏世界
				// 注意:如果GLTF文件的场景中有灯光或其他项目,这可能会对其产生影响
				mods.push(clonedScene);
				scene.add(clonedScene);
				if (u.position) 
					clonedScene.position.set(
						u.position.x,
						u.position.y,
						u.position.z
					);
				
				if (u.scale) 
					clonedScene.scale.set(u.scale, u.scale, u.scale);
				
			
		 else 
			console.error("Can not find model", u.modelName);
		
	
	console.log(`Successfully instantiated $numSuccess units`);
;
/**
 * 启动特定网格对象的动画。在三维模型的动画数组中按名称查找动画
 * @param skinnedMesh THREE.SkinnedMesh 要设置动画的网格
 * @param animations Array 数组,包含此模型的所有动画
 * @param animationName string 要启动的动画的名称
 * @return THREE.AnimationMixer 要在渲染循环中使用的混合器
 */
function startAnimation(skinnedMesh, animations, animationName) 
	const mixer = new THREE.AnimationMixer(skinnedMesh);          
	const clip = THREE.AnimationClip.findByName(animations, animationName);
	if (clip) 
		const action = mixer.clipAction(clip);
		action.play();
	
	return mixer;
;
function animate() 
	const UpdateDelta = clock.getDelta();
    //执行渲染操作
    renderer.render(scene, camera); 
	// 更新动画帧
    moveOnCurve();
    for (let i = 0; i < mixers.length; ++i) 
        mixers[i].update(UpdateDelta);
    
    requestAnimationFrame(animate);
;


添加路径和模型移动

路径:用到了Three.js提供的CatmullRomCurve3:使用Catmull-Rom算法, 从一系列的点创建一条平滑的三维样条曲线。
移动:在每一帧中按照一定步长更新模型位置。
因为设置加载了三个模型,这里直接和模型一一对应起来进行路径生成

let curves = [];
const velocity = 0.002; // 影响运动速率的一个值,范围0~1,需要和渲染频率结合计算才能得到真正的速率
let progress = [1, 0.3, 0.6];// 物体运动时在运动路径的初始位置,范围0~1

function makeCurve() 
	// 红色代表 X 轴. 绿色代表 Y 轴. 蓝色代表 Z 轴.
	// 创建闭合的曲线
    const curve = [
        [new THREE.Vector3(0, 2, 0),new THREE.Vector3(-5, 2, 2),new THREE.Vector3(2, 2, -5)],
        [new THREE.Vector3(2, 0, 2),new THREE.Vector3(5, 0, 2),new THREE.Vector3(2, 0, 5)],
        [new THREE.Vector3(0, 0, -2),new THREE.Vector3(5, 0, -2),new THREE.Vector3(0, 0, 3)]
    ]
    curve.forEach((item, i) => 
        const cur = new THREE.CatmullRomCurve3(item);
        cur.curveType = "catmullrom";
        cur.closed = true;//设置是否闭环
        cur.tension = 0.5; //设置线的张力,0为无弧度折线
        curves.push(cur);
        // 为曲线添加材质在场景中显示出来,不添加到场景显示也不会影响运动轨迹,相当于一个Helper
        const points = cur.getPoints(50);
        const geometry = new THREE.BufferGeometry().setFromPoints(points);
        const material = new THREE.LineBasicMaterial( color: 0x000000 );

        const curveObject = new THREE.Line(geometry, material);
        scene.add(curveObject);
    );	
;

// 物体沿线移动方法
function moveOnCurve() 
    let velocity = 0.001;
    let move = function (i, velocity, obj) 
	    if (progress[i] <= 1 - velocity) 
           const point = curves[i].getPointAt(progress[i]); //获取样条曲线指定点坐标,作为相机的位置
           const pointBox = curves[i].getPointAt(progress[i] + velocity); //获取样条曲线指定点坐标
           if (point.x && pointBox.x && mods !== []) 
               obj.position.set(point.x

onMouseWheel在移动设备上的触摸行为-three.js

如何在移动触摸设备上实现向前和向后滚动,或如何与桌面(onMouseWheel)上实现相同的行为?范例:

JS小提琴:https://jsfiddle.net/xzwve647/

桌面(在桌面上来回动画工作正常)

移动(动画不能向后工作-只能向前工作):

function onTouchStart(event) {
        startY = event.touches[0].pageY;
    }
    function onTouchMove(event) {
        var delta = event.deltaY;
        if (event.deltaY > 0) {
            for (var i = 0; i < mixers.length; i++) {
                mixers[i].update(clock.getDelta() * 5);
            }
        } else {
            for (var i = 0; i < mixers.length; i++) {
                mixers[i].update(clock.getDelta() * -5);
            }
        }
    }

事件监听器:

 window.addEventListener( 'mousewheel', onMouseWheel, false );
 window.addEventListener( 'touchstart', onTouchStart, false );
 window.addEventListener( 'touchmove', onTouchMove, false );

var container, stats, controls;
var camera, scene, renderer, light;
var clock = new THREE.Clock();

var mixer = [];

var mixers = [];

init();

animate();

function init() {

  container = document.createElement('div');
  document.body.appendChild(container);

  camera = new THREE.PerspectiveCamera(45, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 1000);
  camera.position.set(0, 100, 100);

  scene = new THREE.Scene();

  light = new THREE.HemisphereLight(0xffffff, 0x444444);
  light.position.set(0, 200, 0);
  scene.add(light);

  light = new THREE.DirectionalLight(0xffffff);
  light.position.set(0, 200, 100);
  light.castShadow = true;
  light.shadow.camera.top = 180;
  light.shadow.camera.bottom = -100;
  light.shadow.camera.left = -120;
  light.shadow.camera.right = 120;
  scene.add(light);

  // scene.add( new THREE.CameraHelper( light.shadow.camera ) );

  var grid = new THREE.GridHelper(2000, 20, 0x000000, 0x000000);
  grid.material.opacity = 0.2;
  grid.material.transparent = true;
  scene.add(grid);

  // model
  var loader = new THREE.FBXLoader();
  loader.load('https://threejs.org/examples/models/fbx/Samba Dancing.fbx', function(object) {

    object.mixer = new THREE.AnimationMixer(object);
    mixers.push(object.mixer);


    var action = object.mixer.clipAction(object.animations[0]);
    action.play();


    object.traverse(function(child) {

      if (child.isMesh) {

        child.castShadow = true;
        child.receiveShadow = true;

      }

    });
    object.position.y = 85;

    scene.add(object);

  });


  renderer = new THREE.WebGLRenderer({
    alpha: true,
    antialias: true
  });
  renderer.setPixelRatio(window.devicePixelRatio);
  renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
  renderer.shadowMap.enabled = true;
  container.appendChild(renderer.domElement);

  window.addEventListener('mousewheel', onMouseWheel, false);
  window.addEventListener('touchstart', onTouchStart, false);
  window.addEventListener('touchmove', onTouchMove, false);

  window.addEventListener('resize', onResize, false);

  // stats
  stats = new Stats();
  container.appendChild(stats.dom);

}


function onResize() {
  camera.aspect = window.innerWidth / window.innerHeight;
  camera.updateProjectionMatrix();
  renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
}


function onMouseWheel(event) {


  if (event.deltaY > 0) {
    for (var i = 0; i < mixers.length; i++) {
      mixers[i].update(clock.getDelta() * 5);
    }
  } else {
    for (var i = 0; i < mixers.length; i++) {
      mixers[i].update(clock.getDelta() * -5);

    }
  }
}


function onTouchStart(event) {

  startY = event.touches[0].pageY;


}

function onTouchMove(event) {

  var delta = event.deltaY;

  if (event.deltaY > 0) {
    for (var i = 0; i < mixers.length; i++) {
      mixers[i].update(clock.getDelta() * 5);
    }
  } else {
    for (var i = 0; i < mixers.length; i++) {
      mixers[i].update(clock.getDelta() * -5);

    }
  }


}


function animate() {

  delta = clock.getDelta();

  requestAnimationFrame(animate);

  renderer.render(scene, camera);

  stats.update();

}
body {
  margin: 0px;
  overflow: hidden;
}
<script src="https://threejs.org/build/three.js"></script>
<script src="https://threejs.org/examples/js/controls/OrbitControls.js"></script>
<script src="https://threejs.org/examples/js/libs/inflate.min.js"></script>
<script src="https://threejs.org/examples/js/loaders/FBXLoader.js"></script>
<script src="https://threejs.org/examples/js/WebGL.js"></script>
<script src="https://threejs.org/examples/js/libs/stats.min.js"></script>
答案

我不知道您的代码会发生什么。

您可能想要wheel事件,而不是mousewheel事件。 mousewheel在Firefox上不存在。

触摸事件中没有event.deltaY。触摸事件将数据放置在event.touches数组上,每个手指一个[]

[如果您尝试在页面上的某处打印event.deltaY或在调试器(run remotely)中逐步浏览代码,那么很明显您做错了。

您还可以通过使用函数来简化代码。无需重复循环4次。

function adjustMixers(deltaY) {
  const speed = deltaY > 0 ? 5 : -5;
  const amount = clock.getDelta() * speed;
  for (let i = 0; i < mixers.length; i++) {
    mixers[i].update(amount);
}

function onMouseWheel(event) {
  adjustMixers(event.deltaY);
}

let lastY;
function onTouchStart(event) {
  lastY = event.touches[0].pageY;
}

function onTouchMove(event) {
  const currentY = event.touches[0].pageY;
  const deltaY = -lastY;
  lastY = currentY;
  adjustMixers(deltaY);
}

最后,通过使事件侦听器不处于被动状态并调用event.preventDefault,可以防止浏览器执行其默认设置(移动页面)>

function onMouseWheel(event) {
  event.preventDefault();
  ...
}

function onTouchStart(event) {
  event.preventDefault();
  ...
}

function onTouchMove(event) {
  event.preventDefault();
  ...
}

window.addEventListener('mousewheel', onMouseWheel, {passive: false});
window.addEventListener('touchstart', onTouchStart, {passive: false});
window.addEventListener('touchmove', onTouchMove, {passive: false});

以上是关于Three.js不同模型在不同轨道上的动画和移动的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

onMouseWheel在移动设备上的触摸行为-three.js

使用vue学习three.js之移动相机-使用轨道控件OrbitControls控制相机

Three.JS 的单位,计算旋转和轨道速度

如何在THREE.js中加入“移动”背景

Three.js导入gltf模型和动画

Three.JS提升学习6:创建动画和移动摄像机