使用vue学习three.js之创建动画-变形动画-使用MorphAnimMesh制作奔跑的小马动画

Posted 2021-06-08 点燃火柴

使用MorphAnimMesh制作动画

• 1.demo效果
• 2.变形动画介绍
• 3. 实现要点
• • 3.1 加载模型文件
  • 3.2 创建MorphAnimMesh变形动画网格
  • 3.3 render中更新动画
• 4. demo代码

1.demo效果

2.变形动画介绍

变形动画就像老实的胶片电影，每一个动作有若干个分步帧，把这些帧串联起来，不断切换就实现动画效果，这里给每个分步起了一个名字叫 关键帧 或者 变形目标，使用这种方法制作动画的好处是，可以为所有顶点指定每个关键位置，但同时会带来不足，对于大型网格制作的动画，模型文件会非常大，因为每个关键帧上所有的顶点都要保存下来

3. 实现要点

3.1 加载模型文件

这里需要说明一下，最新的three.js没有JSONLoader加载器，这个demo需要用到，于是在 public目录下的index.html 文件中引入旧版three.js

<script type="text/javascript" src="./libs/three.js"></script>

在当前vue文件中注释掉引入本地依赖的代码

// import * as THREE from 'three'

然后就可以愉快的使用了

const publicPath = process.env.BASE_URL
const loader = new THREE.JSONLoader()
loader.load(
  `${publicPath}models/horse.js`,
  (geometry, mat) => {
	//加载完成后回调处理
})

3.2 创建MorphAnimMesh变形动画网格

创建变形动画网格，这里需要注意几点

• 保证使用的材质中的 morphTargets 属性为true，否则网格不会动
• 创建MorphAnimMesh对象前，一定要调用几何体的 computeMorphNormals() 方法，用来计算变形目标的法向量
• 计算变形目标的颜色，使用辅助函数 morphColorsToFaceColors

//创建右侧奔跑的马
const mat1 = new THREE.MeshLambertMaterial({
  morphTargets: true,
  vertexColors: THREE.FaceColors
})

THIS.morphColorsToFaceColors(geometry) //计算几何体表面颜色
geometry.computeVertexNormals() //计算顶点法向量
geometry.computeFaceNormals() //计算表面法向量
geometry.computeMorphNormals() //计算变形目标法向量

// 创建变形动画网格对象并添加到场景
THIS.meshAnim = new THREE.MorphAnimMesh(geometry, mat1)
THIS.meshAnim.duration = 1000
THIS.meshAnim.position.x = 200
THIS.meshAnim.position.z = 0
this.scene.add(THIS.meshAnim)

// 取morph颜色设置到几何体面颜色
morphColorsToFaceColors(geometry) {
  if (geometry.morphColors && geometry.morphColors.length) {
    const colorMap = geometry.morphColors[0]
    for (let i = 0; i < colorMap.colors.length; i++) {
      geometry.faces[i].color = colorMap.colors[i]
      geometry.faces[i].color.offsetHSL(0.1, 0.1, 0)
    }
  }
}

3.3 render中更新动画

render() {
  this.showFrame(this.properties.keyframe.value) // 分步动画刷新
  if (this.meshAnim) {
    const delta = this.clock.getDelta() // 获取自上次调用的时间差
    this.meshAnim.updateAnimation(delta * 1000)
    this.meshAnim.rotation.y += 0.01
  }
  this.renderer.render(this.scene, this.camera)
  requestAnimationFrame(this.render)
}

4. demo代码

<template>
  <div>
    <div id="container" />
    <div class="controls-box">
      <section>
        <el-row>
          <div v-for="(item,key) in properties" :key="key">
            <div v-if="item&&item.name!=undefined">
              <el-col :span="8">
                <span class="vertice-span">{{ item.name }}</span>
              </el-col>
              <el-col :span="13">
                <el-slider v-model="item.value" :min="item.min" :max="item.max" :step="item.step" :format-tooltip="formatTooltip" />
              </el-col>
              <el-col :span="3">
                <span class="vertice-span">{{ item.value }}</span>
              </el-col>
            </div>
          </div>
        </el-row>
      </section>
    </div>
  </div>
</template>

<script>
// import * as THREE from 'three'
export default {
  data() {
    return {
      properties: {
        keyframe: {
          name: 'keyframe',
          value: 0,
          min: 0,
          max: 15,
          step: 1
        }
      },
      clock: new THREE.Clock(),
      currentMesh: null,
      frames: [],
      camera: null,
      scene: null,
      renderer: null,
      controls: null
    }
  },
  mounted() {
    this.init()
  },
  methods: {
    formatTooltip(val) {
      return val
    },

    // 初始化
    init() {
      this.createScene() // 创建场景
      this.createModels() // 创建模型
      this.createLight() // 创建光源
      this.createCamera() // 创建相机
      this.createRender() // 创建渲染器
      this.render() // 渲染
    },
    // 创建场景
    createScene() {
      this.scene = new THREE.Scene()
    },
    // 创建模型
    createModels() {
      const THIS = this
      const publicPath = process.env.BASE_URL
      const loader = new THREE.JSONLoader()
      loader.load(
        `${publicPath}models/horse.js`,
        (geometry, mat) => {
          //创建右侧奔跑的马
          const mat1 = new THREE.MeshLambertMaterial({
            morphTargets: true,
            vertexColors: THREE.FaceColors
          })

          THIS.morphColorsToFaceColors(geometry) //计算几何体表面颜色
          geometry.computeVertexNormals() //计算顶点法向量
          geometry.computeFaceNormals() //计算表面法向量
          geometry.computeMorphNormals() //计算变形目标法向量

          // 创建变形动画网格对象并添加到场景
          THIS.meshAnim = new THREE.MorphAnimMesh(geometry, mat1)
          THIS.meshAnim.duration = 1000
          THIS.meshAnim.position.x = 200
          THIS.meshAnim.position.z = 0
          this.scene.add(THIS.meshAnim)

          //创建左侧关键帧-静止的马运动的分步变形目标
          const mat2 = new THREE.MeshLambertMaterial({
            color: 0xffffff,
            vertexColors: THREE.FaceColors
          })
          const mesh = new THREE.Mesh(geometry, mat1)
          mesh.position.x = -100
          THIS.frames.push(mesh)
          THIS.currentMesh = mesh

          // 创建分步网格对象
          mesh.geometry.morphTargets.forEach(e => {
            const geom = new THREE.Geometry()
            geom.vertices = e.vertices // 设置顶点
            geom.faces = geometry.faces // 设置表面

            const morpMesh = new THREE.Mesh(geom, mat2)
            THIS.frames.push(morpMesh)
            morpMesh.position.x = -100 // 向左平移100
          })

          this.showFrame(0) // 显示分步动画0
        },
        `${publicPath}models`
      )
    },
    showFrame(e) {
      this.scene.remove(this.currentMesh)
      this.scene.add(this.frames[e])
      this.currentMesh = this.frames[e]
    },
    // 取morph颜色设置到几何体面颜色
    morphColorsToFaceColors(geometry) {
      if (geometry.morphColors && geometry.morphColors.length) {
        const colorMap = geometry.morphColors[0]
        for (let i = 0; i < colorMap.colors.length; i++) {
          geometry.faces[i].color = colorMap.colors[i]
          geometry.faces[i].color.offsetHSL(0.1, 0.1, 0)
        }
      }
    },

    // 创建光源
    createLight() {
      // 环境光
      const ambientLight = new THREE.AmbientLight(0x111111) // 创建环境光
      this.scene.add(ambientLight) // 将环境光添加到场景

      const directionLight = new THREE.DirectionalLight(0xffffff)
      directionLight.position.set(300, 200, 300)
      directionLight.intensity = 1.5
      this.scene.add(directionLight)
    },
    // 创建相机
    createCamera() {
      const element = document.getElementById('container')
      const width = element.clientWidth // 窗口宽度
      const height = element.clientHeight // 窗口高度
      const k = width / height // 窗口宽高比
      // PerspectiveCamera( fov, aspect, near, far )
      this.camera = new THREE.PerspectiveCamera(45, k, 0.1, 1000)
      this.camera.position.set(450, 450, 450) // 设置相机位置

      this.camera.lookAt(new THREE.Vector3(100, 50, 0)) // 设置相机方向
      this.scene.add(this.camera)
    },
    // 创建渲染器
    createRender() {
      const element = document.getElementById('container')
      this.renderer = new THREE.WebGLRenderer({ antialias: true, alpha: true })
      this.renderer.setSize(element.clientWidth, element.clientHeight) // 设置渲染区域尺寸
      this.renderer.setClearColor(0xeeeeee, 1) // 设置背景颜色
      element.appendChild(this.renderer.domElement)
    },

    render() {
      this.showFrame(this.properties.keyframe.value) // 分步动画刷新
      if (this.meshAnim) {
        const delta = this.clock.getDelta() // 获取自上次调用的时间差
        this.meshAnim.updateAnimation(delta * 1000)
        this.meshAnim.rotation.y += 0.01
      }
      this.renderer.render(this.scene, this.camera)
      requestAnimationFrame(this.render)
    }
  }
}
</script>

<style>
#container {
  position: absolute;
  width: 100%;
  height: 100%;
}
.controls-box {
  position: absolute;
  right: 5px;
  top: 5px;
  width: 300px;
  padding: 10px;
  background-color: #fff;
  border: 1px solid #c3c3c3;
}
.vertice-span {
  line-height: 38px;
  padding: 0 2px 0 10px;
}
</style>