Three.js基础介绍

前言

Three.js是基于原生WebGL封装运行的三维引擎，在所有WebGL引擎中，Three.js是国内文资料最多、使用最广泛的三维引擎。

项目引入

Three.js中文网

github链接查看所有目录：https://github.com/mrdoob/three.js

html文件引入three.js引擎

在.html文件中引入three.js就像引入其它.js文件一样直接引入即可。

three.js在线加载可以通过下面的URL地址去加载

.html文件中引入threejs文件之后，可以通过浏览器控制台F12验证是否成功引入，在.html文件引入three.js后可以通过THREE访问所有的API。

// 如果返回的不是未定义，说明threejs成功引入
console.log(&＃39;打印场景API&＃39;,THREE.Scene);

项目介绍

说到Three.js是基于WebGL封装的API库，那就先介绍一下WebGL。

WebGL 是一种 3D 绘图标准，这种绘图技术标准允许把 Javascript 和 OpenGL ES 2.0 结合在一起，通过增加 OpenGL ES 2.0 的一个 Javascript 绑定，WebGL 可以为 HTML5 Canvas 提供硬件 3D 加速渲染，这样 Web 开发人员就可以借助系统显卡来在浏览器里更流畅地展示 3D 场景和模型了，还能创建复杂的导航和数据视觉化。显然，WebGL 技术标准免去了开发网页专用渲染插件的麻烦，可被用于创建具有复杂 3D 结构的网站页面，甚至可以用来设计 3D 网页游戏等等。

推荐理由

1、Three.js使得WebGL的使用更方便、快捷。

2、Three.js的中文文档比较全。

3、Three.js的Web3D应用使用广泛，包括物联网3D可视化、产品720在线预览、数据可视化、H5/微信小游戏、科教领域、机械领域、WebVR、家装室内设计相关、三维模型在线预览平台、室内逆向全景漫游平台等。

场景展示

1、实现过程说明

整个程序结构：

 程序整个运行过程就是：场景——相机——渲染器

从实际生活中拍照角度或是使用三维渲染软件角度理解，立方体网格模型和光照组成了一个虚拟的三维场景,相机对象就像你生活中使用的相机一样可以拍照，只不过一个是拍摄真实的景物，一个是拍摄虚拟的景物，拍摄一个物体的时候相机的位置和角度需要设置，虚拟的相机还需要设置投影方式，当你创建好一个三维场景，相机也设置好，就差一个动作“咔”，通过渲染器就可以执行拍照动作。

2、使用案例

 展示效果：

几何体Geometry

//创建一个立方体几何对象Geometry
var geometry = new THREE.BoxGeometry(100, 100, 100);


代码var box=new THREE.BoxGeometry(100,100,100);通过构造函数THREE.BoxGeometry()创建了一个长宽高都是100的立方体，通过构造函数名字BoxGeometry也能猜出这个构造函数的意义，利用new关键字操作构造函数可以创建一个对象， 这都是Javascript语言的基本知识，至于THREE.BoxGeometry()构造函数具体是什么可以不用关心， 就像你使用前端使用JQuery库一样查找官方文档就可以，你可以把代码THREE.BoxGeometry(100,100,100)中的第一个参数更改为为50，刷新浏览器查看数据更改后长方体的效果图，可以看到已经不是长宽高一样的立方体， 而是普通的长方体。

你也可以用下面一段代码代替上面的长方体代码，你会发现会渲染出来一个球体效果。

//创建一个球体几何对象
var geometry = new THREE.SphereGeometry(60, 40, 40);


材质Material

代码var material=new THREE.MeshLambertMaterial({color:0x0000ff});通过构造函数THREE.MeshLambertMaterial()创建了一个可以用于立方体的材质对象， 构造函数的参数是一个对象，对象包含了颜色、透明度等属性，本案例中只定义了颜色color，颜色属性值0x0000ff表示蓝色，可以把颜色值改为0x00ff00，可以看到是绿色的立方体效果， 这里使用的颜色值表示方法是16进制RGB三原色模型。使用过渲染类软件、设计过网页或者学习过图形学应该能知道RGB三原色模型，这里就不再详述。

光源Light

代码var point=new THREE.PointLight(0xffffff);通过构造函数THREE.PointLight()创建了一个点光源对象，参数0xffffff定义的是光照强度， 你可以尝试把参数更改为为0x444444，刷新浏览器你会看到立方体的表面颜色变暗，这很好理解，实际生活中灯光强度变低了，周围的景物自然暗淡，three.js引擎对WebGL光照模型算法都进行了封装，不需要你了解计算机图形学， 可以直接使用调用three.js光源相关API直接创建一个光源对象，就像你使用普通的三维建模渲染软件一样，只是这里多了一个Javascript编程语言而已。

相机Camera

代码var camera = new THREE.OrthographicCamera(-s * k, s * k, s, -s, 1, 1000);通过构造函数THREE.OrthographicCamera()创建了一个正射投影相机对象， 什么是“正射投影”，什么是“相机对象”，每个人的基础不一样，或许你不太理解，或许你非常理解，如果不清楚还是那句话，刚一开始不用深究，改个参数测试一下看看视觉效果你就会有一定的感性认识。 比如把该构造函数参数中用到的参数s，也就是代码var s = 200;中定义的一个系数，可以把200更改为300,你会发现立方体显示效果变小，这很好理解，相机构造函数的的前四个参数定义的是拍照窗口大小， 就像平时拍照一样，取景范围为大，被拍的人相对背景自然变小了。camera.position.set(200, 300, 200);和camera.lookAt(scene.position);定义的是相机的位置和拍照方向，可以更改camera.position.set(200,300,200);参数重新定义的相机位置，把第一个参数也就是x坐标从200更改为250， 你会发现立方的在屏幕上呈现的角度变了，这就像你生活中拍照人是同一个人，但是你拍照的位置角度不同，显示的效果肯定不同。这些具体的参数细节可以不用管， 至少你知道相机可以缩放显示三维场景、对三维场景的不同角度进行取景显示。

WebGL封装

从WebGL的角度来看，three.js提供的构造函数基本是对原生WebGL的封装，如果你有了WebGL的基础，在学习three.js的很多对象、方法和属性是很容易理解的。在three.js入门教程中不会去过多讲解WebGL的基础知识， 但是为了大家更好的理解three.js的很多命令，与three.js相关的WebGL API知识、GPU渲染管线的知识。图形学可能很多人会觉得比较难，其实主要是算法部分，大家先可以学习一些基本的WebGL知识，初学的时候尽量不关注算法，主要了解顶点数据处理的过程，GPU渲染管线的基本功能单元。实际的工作中如果不是开发3D引擎可能不会使用原生WebGL API，但是学习了这些之后，对于three.js的深度开发学习很有好处，如果你了解你WebGL知识，可以联系绘制函数drawArrays()来理解渲染器的渲染操作方法render()。

总结

此篇文章算是Three.js的入门，详细的使用可以看官网。随着时代的发展和VR技术的元宇宙的到来，使得3D的Web应用更加广泛和实用。