threejs构建3d动画

Posted 2021-04-21 全栈阿布

创建一个场景（Creating a scene）

为了真正能够让你的场景借助three.js来进行显示，我们需要以下几个对象：场景、相机和渲染器，这样我们就能透过摄像机渲染出场景。

var scene = new THREE.Scene();
var camera = new THREE.PerspectiveCamera( 75, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 1000 );

var renderer = new THREE.WebGLRenderer();
renderer.setSize( window.innerWidth, window.innerHeight );
document.body.appendChild( renderer.domElement );

我们花一点点时间来解释一下这里发生了什么。我们现在建立了场景、相机和渲染器。

three.js里有几种不同的相机，在这里，我们使用的是PerspectiveCamera（透视摄像机）。

第一个属性是视野角度（FOV）。视野角度就是无论在什么时候，你所能在显示器上看到的场景的范围，它的值是一个角度。

第二个值是长宽比（aspect ratio）。也就是你用一个物体的宽除以它的高的比值。比如说，当你在一个宽屏电视上播放老电影时，可以看到图像仿佛是被压扁的。

接下来的两个值是远剪切面和近剪切面。也就是说当物体所在的位置比摄像机的远剪切面远或者所在位置比近剪切面近的时候，该物体超出的部分将不会被渲染到场景中。现在你或许并不用担心这个值的影响，但未来为了获得更好的渲染性能，你将可以在你的应用程序里去设置它。

接下来是渲染器。这里是施展魔法的地方。除了我们在这里用到的WebGLRenderer渲染器之外，Three.js同时提供了其他几种渲染器，当用户所使用的浏览器过于老旧，或者由于其他原因不支持WebGL时，可以使用这几种渲染器进行降级。

除了创建一个渲染器的实例之外，我们还需要在我们的应用程序里设置一个渲染器的大小尺寸。比如说，我们可以使用所需要的渲染区域的宽高，来让渲染器渲染出的场景填充满我们的应用程序。因此，我们可以将渲染器宽高设置为浏览器窗口宽高。对于性能比较敏感的应用程序来说，你可以给setSize传入一个较小的值，例如window.innerWidth/2和window.innerHeight/2，这将使得应用程序在渲染时，以一半的长宽尺寸渲染场景。

如果你希望保持你的应用程序的尺寸，但是以较低的分辨率来渲染，你可以在调用setSize时，给updateStyle（第三个参数）传入false。例如，假设你的<canvas> 标签现在已经具有了100%的宽和高，调用setSize(window.innerWidth/2, window.innerHeight/2, false)将使得你的应用程序以一半的分辨率来进行渲染。

最后，我们将renderer（渲染器）这个元素添加到我们的html文档中，这也就是渲染器使用<canvas>元素来将场景展现给我们。

“嗯，看起来很不错，那你说的那个立方体在哪儿？”接下来，我们就来对它继续进行添加。

var geometry = new THREE.BoxGeometry( 1, 1, 1 );
var material = new THREE.MeshBasicMaterial( { color: 0x00ff00 } );
var cube = new THREE.Mesh( geometry, material );
scene.add( cube );

camera.position.z = 5;

要创建一个立方体，我们需要一个BoxGeometry（立方体）对象. 这个对象包含了一个立方体中所有的顶点（vertices）和面（faces）。未来我们将在这方面进行更多的探索。

接下来，对于这个立方体，我们需要给它一个材质，来让它有颜色。Three.js自带了几种材质，在这里我们使用的是MeshBasicMaterial。所有的材质是都一个将会被应用于立方体的属性对象。在这里为了简单起见,我们只设置一个color属性，值为0x00ff00，也就是绿色。这里所做的事情，就相当于是在CSS或者Photoshop中使用十六进制(hex colors)的颜色格式来设置颜色。

第三步，我们需要一个Mesh（网格）。网格是包含有一个几何体以及应用在在此几何体上的材质的对象，我们可以直接将网格对象放入到我们的场景中，并让它在场景中自由移动。

默认情况下，当我们调用scene.add()的时候，物体将会被添加到坐标为(0,0,0)的位置。但这可能会使得摄像机的位置和立方体相互重叠（也就是摄像机位于立方体中）。为了防止这种情况的发生，我们只需要将摄像机稍微向外移动一些即可。

渲染场景

现在，如果你已经从上面复制了我们已经写好的代码到HTML文件中，你将不会在其中看到任何东西。这是因为我们还没有对它进行真正的渲染。为此，我们需要调用一个被叫做“渲染”或者“动画循环”的东西。

function animate() {
 requestAnimationFrame( animate );
 renderer.render( scene, camera );
}
animate();

在这里我们创建了一个循环——这使得渲染器能够在每次屏幕刷新时对场景进行绘制（在大多数屏幕上，刷新率一般是60次/秒）。如果你正在浏览器里写一个游戏，你或许会说“为什么我们不直接用setInterval来实现刷新的功能呢？”当然啦，我们的确可以用setInterval，但是，requestAnimationFrame有很多的优点。最重要的一点或许就是当用户切换到其它的标签页时，它会暂停，因此不会浪费用户宝贵的处理器资源，以及损耗电池的使用寿命。

使立方体动起来

在开始之前，如果你已经将上面的代码写入到了你所创建的文件中，你应当已经可以看到一个绿色的立方体。让我们来做一些更加有趣的事 —— 让它旋转起来。

将下列代码添加到animate()函数中renderer.render调用的上方：

cube.rotation.x += 0.01;
cube.rotation.y += 0.01;

这一段代码将在每一帧时被渲染时调用（正常情况下是60次/秒），这就让立方体有了一个看起来很不错的旋转动画。基本上来说，当应用程序运行时，如果你想要移动或者改变任何场景中的东西，都必须要经过这个动画循环。当然，在这个动画循环函数里，你也可以调用别的函数，这样你在写animate函数的时候，就不用在这里以成千上万的代码来结尾了。

祝贺你！你现在已经成功完成了你的第一个Three.js应用程序。虽然它很简单，但现在你已经有了一个入门的起点。