【three.js詳解之一】入門篇
開場(chǎng)白
webGL可以讓我們?cè)赾anvas上實(shí)現(xiàn)3D效果。而three.js是一款webGL框架，由于其易用性被廣泛應(yīng)用。如果你要學(xué)習(xí)webGL，拋棄那些復(fù)雜的原生接口從這款框架入手是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。
博主目前也在學(xué)習(xí)three.js，發(fā)現(xiàn)相關(guān)資料非常稀少，甚至官方的api文檔也非常粗糙，很多效果需要自己慢慢敲代碼摸索。所以我寫這個(gè)教程的目的一是自己總結(jié)，二是與大家分享。
本篇是系列教程的第一篇：入門篇。在這篇文章中，我將以一個(gè)簡(jiǎn)單的demo為例，闡述three.js的基本配置方法。學(xué)完這篇文章，你將學(xué)會(huì)如何在瀏覽器中繪制一個(gè)立體圖形！
準(zhǔn)備工作
在寫代碼之前，你首先要去下最新的three.js框架包，在你的頁面里引入three.js，當(dāng)然文件包里面也有不少的demo便于大家學(xué)習(xí)；
chrome是目前支持webGL最好的瀏覽器，F(xiàn)irefow居其次，國(guó)內(nèi)的遨游、獵豹經(jīng)測(cè)試也可以運(yùn)行。
從實(shí)例開始入門!
首先我們搭建html，如下：
<!DOCTYPE html> <html> <head> <meta charset="UTF-8"> <title>lesson1-by-shawn.xie</title> <!--引入Three.js--> <script src="Three.js"></script> <style type="text/css"> div#canvas-frame{ border: none; cursor: move; width: 1400px; height: 600px; background-color: #EEEEEE; } </style> </head> <body> <!--盛放canvas的容器--> <div id="container"></div> </body> </html>
準(zhǔn)備和畫布框大小一致的領(lǐng)域用于WebGL繪制。 具體來說：
(1) body 標(biāo)簽中添加 id 為「canvas3d」的 div 元素。
(2) style 標(biāo)簽中指定 「canvas3d」的CSS樣式。
需要注意的是，我們并不需要寫一個(gè)<canvas>標(biāo)簽，我們只需要定義好盛放canvas的div就可以，canvas是three.js動(dòng)態(tài)生成的！
下面我們開始寫腳本，我們將通過以下五步構(gòu)建一個(gè)簡(jiǎn)單的立體模型，這也是three.js的基本步驟：
1.設(shè)置three.js渲染器
三維空間里的物體映射到二維平面的過程被稱為三維渲染。 一般來說我們都把進(jìn)行渲染操作的軟件叫做渲染器。 具體來說要進(jìn)行下面這些處理。
(0) 聲明全局變量（對(duì)象）；
(1) 獲取畫布「canvas-frame」的高寬；
(2) 生成渲染器對(duì)象（屬性：抗鋸齒效果為設(shè)置有效）；
(3) 指定渲染器的高寬（和畫布框大小一致）；
(4) 追加 【canvas】 元素到 【canvas3d】 元素中；
(5) 設(shè)置渲染器的清除色(clearColor)。
//開啟Three.js渲染器 var renderer;//聲明全局變量（對(duì)象） function initThree() { width = document.getElementById('canvas3d').clientWidth;//獲取畫布「canvas3d」的寬 height = document.getElementById('canvas3d').clientHeight;//獲取畫布「canvas3d」的高 renderer=new THREE.WebGLRenderer({antialias:true});//生成渲染器對(duì)象（屬性：抗鋸齒效果為設(shè)置有效） renderer.setSize(width, height );//指定渲染器的高寬（和畫布框大小一致） document.getElementById('canvas3d').appendChild(renderer.domElement);//追加 【canvas】 元素到 【canvas3d】 元素中。 renderer.setClearColorHex(0xFFFFFF, 1.0);//設(shè)置canvas背景色(clearColor) }
2.設(shè)置攝像機(jī)camera
OpenGL（WebGL）中、三維空間中的物體投影到二維空間的方式中，存在透視投影和正投影兩種相機(jī)。 透視投影就是、從視點(diǎn)開始越近的物體越大、遠(yuǎn)處的物體繪制的較小的一種方式、和日常生活中我們看物體的方式是一致的。 正投影就是不管物體和視點(diǎn)距離，都按照統(tǒng)一的大小進(jìn)行繪制、在建筑和設(shè)計(jì)等領(lǐng)域需要從各個(gè)角度來繪制物體，因此這種投影被廣泛應(yīng)用。在 Three.js 也能夠指定透視投影和正投影兩種方式的相機(jī)。 本文按照以下的步驟設(shè)置透視投影方式。
(0) 聲明全局的變量（對(duì)象）；
(1) 設(shè)置透視投影的相機(jī)；
(2) 設(shè)置相機(jī)的位置坐標(biāo)；
(3) 設(shè)置相機(jī)的上為「z」軸方向；
(4) 設(shè)置視野的中心坐標(biāo)。
//設(shè)置相機(jī) var camera; function initCamera() { camera = new THREE.PerspectiveCamera( 45, width / height , 1 , 5000 );//設(shè)置透視投影的相機(jī),默認(rèn)情況下相機(jī)的上方向?yàn)閅軸，右方向?yàn)閄軸，沿著Z軸朝里（視野角：fov 縱橫比：aspect 相機(jī)離視體積最近的距離：near 相機(jī)離視體積最遠(yuǎn)的距離：far） camera.position.x = 0;//設(shè)置相機(jī)的位置坐標(biāo) camera.position.y = 50;//設(shè)置相機(jī)的位置坐標(biāo) camera.position.z = 100;//設(shè)置相機(jī)的位置坐標(biāo) camera.up.x = 0;//設(shè)置相機(jī)的上為「x」軸方向 camera.up.y = 1;//設(shè)置相機(jī)的上為「y」軸方向 camera.up.z = 0;//設(shè)置相機(jī)的上為「z」軸方向 camera.lookAt( {x:0, y:0, z:0 } );//設(shè)置視野的中心坐標(biāo) }
3.設(shè)置場(chǎng)景scene
場(chǎng)景就是一個(gè)三維空間。 用 [Scene] 類聲明一個(gè)叫 [scene] 的對(duì)象。
//設(shè)置場(chǎng)景 var scene; function initScene() { scene = new THREE.Scene(); }
4.設(shè)置光源light
OpenGL（WebGL）的三維空間中，存在點(diǎn)光源和聚光燈兩種類型。 而且，作為點(diǎn)光源的一種特例還存在平行光源(無線遠(yuǎn)光源)。另外，作為光源的參數(shù)還可以進(jìn)行 [環(huán)境光] 等設(shè)置。 作為對(duì)應(yīng)， Three.js中可以設(shè)置 [點(diǎn)光源(Point Light)] [聚光燈(Spot Light)] [平行光源(Direction Light)]，和 [環(huán)境光(Ambient Light)]。 和OpenGL一樣、在一個(gè)場(chǎng)景中可以設(shè)置多個(gè)光源。 基本上，都是環(huán)境光和其他幾種光源進(jìn)行組合。 如果不設(shè)置環(huán)境光，那么光線照射不到的面會(huì)變得過于黑暗。 本文中首先按照下面的步驟設(shè)置平行光源，在這之后還會(huì)追加環(huán)境光。
(0) 聲明全局變量(對(duì)象)
(1) 設(shè)置平行光源
(2) 設(shè)置光源向量
(3) 追加光源到場(chǎng)景
這里我們用「DirectionalLight」類聲明一個(gè)叫 [light] 的對(duì)象來代表平行光源
//設(shè)置光源 var light; function initLight() { light = new THREE.DirectionalLight(0xff0000, 1.0, 0);//設(shè)置平行光源 light.position.set( 200, 200, 200 );//設(shè)置光源向量 scene.add(light);// 追加光源到場(chǎng)景 }
5.設(shè)置物體object
這里，我們聲明一個(gè)球模型
//設(shè)置物體 var sphere; function initObject(){ sphere = new THREE.Mesh( new THREE.SphereGeometry(20,20), //width,height,depth new THREE.MeshLambertMaterial({color: 0xff0000}) //材質(zhì)設(shè)定 ); scene.add(sphere); sphere.position.set(0,0,0); }
最后，我們寫一個(gè)主函數(shù)執(zhí)行以上五步：
//執(zhí)行 function threeStart() { initThree(); initCamera(); initScene(); initLight(); initObject(); renderer.clear(); renderer.render(scene, camera); }
這時(shí)，測(cè)試以上程序，你會(huì)發(fā)現(xiàn)瀏覽器窗口中出現(xiàn)了你繪制的球形模型：
總結(jié)
以上就是three.js的入門內(nèi)容，我們核心的五步就是：
1.設(shè)置three.js渲染器
2.設(shè)置攝像機(jī)camera
3.設(shè)置場(chǎng)景scene
4.設(shè)置光源light
5.設(shè)置物體object
可能其中有些設(shè)置你還不太清楚，沒關(guān)系，后面幾篇文章會(huì)對(duì)以上五個(gè)主要步驟進(jìn)行詳細(xì)的講解，敬請(qǐng)期待~~
本例完整代碼：
<!DOCTYPE html> <html> <head> <meta charset="UTF-8"> <title>lesson1-by-shawn.xie</title> <!--引入Three.js--> <script src="Three.js"></script> <script type="text/javascript"> //開啟Three.js渲染器 var renderer;//聲明全局變量（對(duì)象） function initThree() { width = document.getElementById('canvas3d').clientWidth;//獲取畫布「canvas3d」的寬 height = document.getElementById('canvas3d').clientHeight;//獲取畫布「canvas3d」的高 renderer=new THREE.WebGLRenderer({antialias:true});//生成渲染器對(duì)象（屬性：抗鋸齒效果為設(shè)置有效） renderer.setSize(width, height );//指定渲染器的高寬（和畫布框大小一致） document.getElementById('canvas3d').appendChild(renderer.domElement);//追加 【canvas】 元素到 【canvas3d】 元素中。 renderer.setClearColorHex(0xFFFFFF, 1.0);//設(shè)置canvas背景色(clearColor) } //設(shè)置相機(jī) var camera; function initCamera() { camera = new THREE.PerspectiveCamera( 45, width / height , 1 , 5000 );//設(shè)置透視投影的相機(jī),默認(rèn)情況下相機(jī)的上方向?yàn)閅軸，右方向?yàn)閄軸，沿著Z軸朝里（視野角：fov 縱橫比：aspect 相機(jī)離視體積最近的距離：near 相機(jī)離視體積最遠(yuǎn)的距離：far） camera.position.x = 0;//設(shè)置相機(jī)的位置坐標(biāo) camera.position.y = 50;//設(shè)置相機(jī)的位置坐標(biāo) camera.position.z = 100;//設(shè)置相機(jī)的位置坐標(biāo) camera.up.x = 0;//設(shè)置相機(jī)的上為「x」軸方向 camera.up.y = 1;//設(shè)置相機(jī)的上為「y」軸方向 camera.up.z = 0;//設(shè)置相機(jī)的上為「z」軸方向 camera.lookAt( {x:0, y:0, z:0 } );//設(shè)置視野的中心坐標(biāo) } //設(shè)置場(chǎng)景 var scene; function initScene() { scene = new THREE.Scene(); } //設(shè)置光源 var light; function initLight() { light = new THREE.DirectionalLight(0xff0000, 1.0, 0);//設(shè)置平行光源 light.position.set( 200, 200, 200 );//設(shè)置光源向量 scene.add(light);// 追加光源到場(chǎng)景 } //設(shè)置物體 var sphere; function initObject(){ sphere = new THREE.Mesh( new THREE.SphereGeometry(20,20), //width,height,depth new THREE.MeshLambertMaterial({color: 0xff0000}) //材質(zhì)設(shè)定 ); scene.add(sphere); sphere.position.set(0,0,0); } //執(zhí)行 function threeStart() { initThree(); initCamera(); initScene(); initLight(); initObject(); renderer.clear(); renderer.render(scene, camera); } </script> <style type="text/css"> div#canvas3d{ border: none; cursor: move; width: 1400px; height: 600px; background-color: #EEEEEE; } </style> </head> <body onload='threeStart();'> <!--盛放canvas的容器--> <div id="canvas3d"></div> </body> </html>
