three.js通过canvas实现球体世界平面地图

Posted 2020-11-12 baby_duoduo

概况如下：

1、SphereGeometry实现自转的地球；

2、THREE.CatmullRomCurve3实现球体线条地图点确定；

3、THREE.Math.degToRad，Math.sin，Math.cos实现地图经纬度与三位坐标x，y，z之间的转换；

4、MeshLine用于绘制线条；

5、canvas用于绘制球体世界地图贴图，通过THREE.CanvasTexture引入。

效果图如下：

 

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初始化场景、相机、渲染器，设置相机位置，初始化光源，光源采用HemisphereLight，设置光源位置为场景中心位置，并将光源加入场景中。

 1 // 初始化场景
 2 var scene = new THREE.Scene();
 3 // 初始化相机，第一个参数为摄像机视锥体垂直视野角度，第二个参数为摄像机视锥体长宽比，
 4 // 第三个参数为摄像机视锥体近端面，第四个参数为摄像机视锥体远端面
 5 var camera = new THREE.PerspectiveCamera(20, dom.clientWidth / dom.clientHeight, 1, 100000);
 6 // 设置相机位置，对应参数分别表示x，y，z位置
 7 camera.position.set(0, 0, 200);
 8 var renderer = new THREE.WebGLRenderer({
 9       alpha: true,
10       antialias: true
11 });
12 // 设置光照
13 scene.add(new THREE.HemisphereLight(‘#ffffff‘, ‘#ffffff‘, 1));

设置场景窗口尺寸，并且初始化控制器，窗口尺寸默认与浏览器窗口尺寸保持一致，最后将渲染器加载到dom中。

1 // 设置窗口尺寸，第一个参数为宽度，第二个参数为高度
2 renderer.setSize(dom.clientWidth, dom.clientHeight);
3 // 初始化控制器
4 var orbitcontrols = new THREE.OrbitControls(camera,renderer.domElement);
5 // 将渲染器加载到dom中
6 dom.appendChild(renderer.domElement);

通过canvas定义地球材质。

 1 // canvas画地图函数，因为性能问题，线条不再canvas中实现，w表示宽度，h表示高度，worldPos表示世界地图经纬度信息
 2 var createCanvas = function (w, h, worldPos) {
 3     var canvas = document.createElement(‘canvas‘);
 4     canvas.width = w;
 5     canvas.height = h;
 6     var context = canvas.getContext(‘2d‘);
 7     var centerX = w / 2;
 8     var centerY = h / 2;
 9     var average = w / 360;
10     // 绘制背景颜色
11     context.fillStyle = earthBallColor;
12     context.fillRect(0, 0, w, h);
13     // canvas中绘制地图方法
14     function canvasLineFun (childrenPosition) {
15         context.fillStyle = earthBallPlaneColor;
16         context.moveTo(centerX + childrenPosition[0][0] * average, centerY - childrenPosition[0][1] * average);
17         childrenPosition.forEach(function (posItem) {
18             context.lineTo(centerX + posItem[0] * average, centerY - posItem[1] * average);
19         })
20         context.closePath();
21         context.fill();
22     }
23     worldPos.forEach(function (item) {
24         canvasLineFun(item);
25     })
26     return canvas;
27 }

定义地球及其材质，地球通过SphereGeometry来实现，通过THREE.CanvasTexture来引入canvas创建的贴图。

1 // 创建地球
2 earthBall = new THREE.Mesh(new THREE.SphereGeometry(earthBallSize, 50, 50), new THREE.MeshBasicMaterial({
3     map: new THREE.CanvasTexture(createCanvas(2048, 1024, worldGeometry)),
4     side: THREE.FrontSide
5 }));
6 scene.add(earthBall);

标记地点经纬度坐标与三维x，y，z坐标转换方法。

 1 // 经纬度转换函数，longitude表示经度，latitude表示唯独，radius表示球体半径
 2 var getPosition = function (longitude, latitude, radius) {
 3     // 将经度，纬度转换为rad坐标
 4     var lg = THREE.Math.degToRad(longitude);
 5     var lt = THREE.Math.degToRad(latitude);
 6     var temp = radius * Math.cos(lt);
 7     // 获取x，y，z坐标
 8     var x = temp * Math.sin(lg);
 9     var y = radius * Math.sin(lt);
10     var z = temp * Math.cos(lg);
11     return {
12         x: x,
13         y: y,
14         z: z
15     }
16 }

绘制世界地图线条方法

 1 // 绘制世界地图线条函数
 2 var drawWorldLine = function (pos, identify) {
 3     var posArray = [];
 4     pos.forEach(function (item) {
 5         var pointPosition = getPosition(item[0] + 90, item[1], earthBallSize);
 6         posArray.push(new THREE.Vector3(pointPosition.x, pointPosition.y, pointPosition.z));
 7     })
 8     // 绘制的线条需要关闭，第二个参数默认为false，表示不关闭
 9     var curve = new THREE.CatmullRomCurve3(posArray, true);
10     var points = curve.getPoints(500);
11     var geometry = new THREE.Geometry().setFromPoints(points);
12     // 定义线条
13     var line = new MeshLine();
14     line.setGeometry(geometry);
15     // 定义线条材质
16     var material = new MeshLineMaterial({
17         color: worldLineColor,
18         lineWidth: worldLineWidth
19     })
20     // 绘制地图
21     lineGeometryObj[‘lineGeometry‘ + identify] = new THREE.Mesh(line.geometry, material);
22     // 将地图加入场景
23     scene.add(lineGeometryObj[‘lineGeometry‘ + identify])
24 }

获取世界地图经纬度信息及计算绘制球体地图参数方法

 1 // 获取世界经纬度信息函数
 2 var getWorldGeometry = function () {
 3     $.ajax({ 
 4          type : "GET", //提交方式 
 5          url : "./code/world.json",
 6          async: false,
 7          success : function(response) {//返回数据根据结果进行相应的处理 
 8              worldGeometry = [];
 9              // 绘制世界地图
10             response.features.forEach(function (worldItem, worldItemIndex) {
11                 var length = worldItem.geometry.coordinates.length;
12                 var multipleBool = length > 1 ? true : false;
13                 worldItem.geometry.coordinates.forEach(function (worldChildItem, worldChildItemIndex) {
14                     if (multipleBool) {
15                         // 值界可以使用的经纬度信息
16                         if (worldChildItem.length && worldChildItem[0].length == 2) {
17                             worldGeometry.push(worldChildItem);
18                         }
19                         // 需要转换才可以使用的经纬度信息
20                         if (worldChildItem.length && worldChildItem[0].length > 2) {
21                             worldChildItem.forEach(function (countryItem, countryItenIndex) {
22                                 worldGeometry.push(countryItem);
23                             })
24                         }
25                     } else {
26                         var countryPos = null;
27                         if (worldChildItem.length > 1) {
28                             countryPos = worldChildItem;
29                         } else {
30                             countryPos = worldChildItem[0];
31                         }
32                         if (countryPos) {
33                             worldGeometry.push(countryPos);
34                         }
35                     }
36                 })
37             })
38          } 
39     })
40 }

球体地图线条通过position值来实现位置的确认，动画使用requestAnimationFrame来实现。

1 // 执行函数
2 var render = function () {
3     scene.rotation.y -= 0.01;
4     renderer.render(scene, camera);
5     orbitcontrols.update();
6     requestAnimationFrame(render);
7 }