Threejs入门教程

发布时间：2023-04-23 文章分类：WEB开发, 电脑百科 投稿人：王小丽 字号： 默认 | 大 | 超大 打印

一、本地搭建Threejs官方文档网站

1.官网地址：https://github.com/mrdoob/three.js 下载压缩包并解压或使用git clone

若github过慢，则使用gitee对应网址：three.js: mrdoob/three.js 同步库

2.目录解析

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3.启动方式

在three.js项目根目录下执行如下命令,yarn可使用 npm install yarn -g 安装

# 安装依赖
yarn install
# 启动项目
yarn start

浏览器访问：

Threejs入门教程

二、parcel搭建three.js开发环境

1.简介

目的：方便模块化进行three.js项目的学习和开发

Parcel官网：Building a web app with Parcel | Parcel 中文网

2.部署步骤

1.为项目创建一个目录，并在项目根目录下执行

yarn add --dev parcel

创建src目录，并在其下创建index.html

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
  <head>
    <meta charset="UTF-8" />
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge" />
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0" />
    <title>Document</title>
    <link rel="stylesheet" href="./assets/css/style.css" />
  </head>
  <body>
    <script src="./main/main.js" type="module"></script>
  </body>
</html>

style.css

* {
    margin: 0;
    padding: 0;
  }
  body {
    background-color: skyblue;
  }

main.js

import * as THREE from "three";
// console.log(THREE);
// 目标：了解three.js最基本的内容
// 1、创建场景
const scene = new THREE.Scene();
// 2、创建相机
const camera = new THREE.PerspectiveCamera(
  75,
  window.innerWidth / window.innerHeight,
  0.1,
  1000
);
// 设置相机位置
camera.position.set(0, 0, 10);
scene.add(camera);
// 添加物体
// 创建几何体
const cubeGeometry = new THREE.BoxGeometry(1, 1, 1);
const cubeMaterial = new THREE.MeshBasicMaterial({ color: 0xffff00 });
// 根据几何体和材质创建物体
const cube = new THREE.Mesh(cubeGeometry, cubeMaterial);
// 将几何体添加到场景中
scene.add(cube);
// 初始化渲染器
const renderer = new THREE.WebGLRenderer();
// 设置渲染的尺寸大小
renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
// console.log(renderer);
// 将webgl渲染的canvas内容添加到body
document.body.appendChild(renderer.domElement);
// 使用渲染器，通过相机将场景渲染进来
renderer.render(scene, camera);

3.打包脚本

{
  "name": "ch01",
  "version": "1.0.0",
  "description": "",
  "main": "index.js",
  "scripts": {
    "dev": "parcel src/index.html",
    "build": "parcel build src/index.html"
  },
  "author": "",
  "license": "ISC",
  "devDependencies": {
    "parcel": "^2.4.1"
  },
  "dependencies": {
    "dat.gui": "^0.7.9",
    "gsap": "^3.10.3",
    "three": "^0.139.2"
  }
} 
# 安装依赖
yarn install
# 运行项目
yarn dev

访问如下网址即可：

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三、基本概念 

1.三大基本概念：场景、相机、渲染器 

1.创建场景

// 1、创建场景
const scene = new THREE.Scene();

2.创建相机

// 2、创建相机
const camera = new THREE.PerspectiveCamera(
  75,
  window.innerWidth / window.innerHeight,
  0.1,
  1000
);
// 设置相机位置
camera.position.set(0, 0, 10);
scene.add(camera);

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）。

第一个参数是视野角度（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，它的单位是角度(与弧度区分开)。

第二个参数是长宽比（aspect ratio）。 也就是你用一个物体的宽除以它的高的值。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。

接下来的两个参数是近截面（near）和远截面（far）。 当物体某些部分比摄像机的远截面远或者比近截面近的时候，该这些部分将不会被渲染到场景中。或许现在你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。

下图椎体就是上面设置视野角度、长宽比、近截面和远截面的演示的相机透视椎体。

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 3.渲染器

// 初始化渲染器
const renderer = new THREE.WebGLRenderer();
// 设置渲染的尺寸大小
renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
// console.log(renderer);
// 将webgl渲染的canvas内容添加到body
document.body.appendChild(renderer.domElement);
// 使用渲染器，通过相机将场景渲染进来
renderer.render(scene, camera);

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，你可以使用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。

接下来将renderer（渲染器）的dom元素（renderer.domElement）添加到我们的HTML文档中。渲染器用来显示场景给我们看的<canvas>元素。

最后就是对将相机对场景进行拍照渲染啦。这一句就可以将画面渲染到canvas上显示出来

4.加入立方体

// 添加物体
// 创建几何体
const cubeGeometry = new THREE.BoxGeometry(1, 1, 1);
const cubeMaterial = new THREE.MeshBasicMaterial({ color: 0xffff00 });
// 根据几何体和材质创建物体
const cube = new THREE.Mesh(cubeGeometry, cubeMaterial);
// 将几何体添加到场景中
scene.add(cube);

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）。

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。这里我们使用的是MeshBasicMaterial。所有的材质都存有应用于他们的属性的对象。为了简单起见，我们只设置一个color属性，值为0x00ff00，也就是绿色。这里和CSS或者Photoshop中使用十六进制(hex colors)颜色格式来设置颜色的方式一致。

第三步，我们需要一个Mesh（网格）。 网格包含一个几何体以及作用在此几何体上的材质，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(0,0,0)坐标。但将使得摄像机和立方体彼此在一起。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。

汇总代码 main.js

import * as THREE from "three";
// console.log(THREE);
// 目标：了解three.js最基本的内容
// 1、创建场景
const scene = new THREE.Scene();
// 2、创建相机
const camera = new THREE.PerspectiveCamera(
  75,
  window.innerWidth / window.innerHeight,
  0.1,
  1000
);
// 设置相机位置
camera.position.set(0, 0, 10);
scene.add(camera);
// 添加物体
// 创建几何体
const cubeGeometry = new THREE.BoxGeometry(1, 1, 1);
const cubeMaterial = new THREE.MeshBasicMaterial({ color: 0xffff00 });
// 根据几何体和材质创建物体
const cube = new THREE.Mesh(cubeGeometry, cubeMaterial);
// 将几何体添加到场景中
scene.add(cube);
// 初始化渲染器
const renderer = new THREE.WebGLRenderer();
// 设置渲染的尺寸大小
renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
// console.log(renderer);
// 将webgl渲染的canvas内容添加到body
document.body.appendChild(renderer.domElement);
// 使用渲染器，通过相机将场景渲染进来
renderer.render(scene, camera);

四、轨道控制器

1.创建轨道控制器

const controls = new OrbitControls(camera, renderer.domElement);

两个参数： 

相机，让哪一个相机围绕目标运动。默认目标是原点。立方体在原点处。

渲染的画布dom对象，用于监听鼠标事件控制相机的围绕运动。

2.根据控制器更新画面 

function render(){
//如果后期需要控制器带有阻尼效果，或者自动旋转等效果，就需要加入controls.update() 
renderer.renderer(scene,camera)
requestAnimationFrame(render)
}

因为控制器监听鼠标事件之后，要根据鼠标的拖动，来控制相机围绕目标运动，并根据运动之后的效果，显示出画面来。为了保证画面流畅渲染，选择使用请求动画帧requestAnimationFrame，在屏幕渲染下一帧画面时触发回调函数来执行画面的渲染。 

requestAnimationFrame
是HTML5的新特性，区别于setTimeout和setInterval。requestAnimationFrame比后两者精确，采用系统时间间隔，保持最佳绘制效率，不会因为间隔时间过短，造成过度绘制，增加开销；也不会因为间隔时间太长，使动画卡顿不流畅，让各种网页动画效果能够有一个统一的刷新机制，从而节省系统资源，提高系统性能，改善视觉效果。

requestAnimationFrame是由浏览器专门为动画提供的API，在运行时浏览器会自动优化方法的调用，并且如果页面不是激活状态下的话，动画会自动暂停，有效节省了CPU开销。 

汇总代码 main.js

import * as THREE from "three";
// 导入轨道控制器
import {OrbitControls} from "three/examples/jsm/controls/OrbitControls"
// console.log(THREE);
// 目标：了解three.js最基本的内容
// 1、创建场景
const scene = new THREE.Scene();
// 2、创建相机
const camera = new THREE.PerspectiveCamera(
  75,
  window.innerWidth / window.innerHeight,
  0.1,
  1000
);
// 设置相机位置
camera.position.set(0, 0, 10);
scene.add(camera);
// 添加物体
// 创建几何体
const cubeGeometry = new THREE.BoxGeometry(1, 1, 1);
const cubeMaterial = new THREE.MeshBasicMaterial({ color: 0xffff00 });
// 根据几何体和材质创建物体
const cube = new THREE.Mesh(cubeGeometry, cubeMaterial);
// 将几何体添加到场景中
scene.add(cube);
// 初始化渲染器
const renderer = new THREE.WebGLRenderer();
// 设置渲染的尺寸大小
renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
// console.log(renderer);
// 将webgl渲染的canvas内容添加到body
document.body.appendChild(renderer.domElement);
// 使用渲染器，通过相机将场景渲染进来
// renderer.render(scene, camera); 
const controls = new OrbitControls(camera, renderer.domElement);
const AxesHelper = new THREE.AxesHelper(5);
scene.add(AxesHelper);
function render(){
renderer.render(scene,camera)
requestAnimationFrame(render)
}
render()

文章出处：Threejs入门课程最全教程文档- 文集 哔哩哔哩专栏

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