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threejs构建web三维视图入门教程

本文是一篇简单的webGL+threejs构建web三维视图的入门教程，你可以了解到利用threejs创建简单的三维图形，并且控制图形运动。若有不足，欢迎指出。

一、创建场景

我们所见的视图由两个部分共同创建，scene和camera。

首先定义一个场景：

var scene = new THREE.Scene();

然后定义一个相机：

var camera = new THREE.PerspectiveCamera( 90, width/height, 0.1, 1000 );

等等，定义相机需要视窗的长宽。现在我要让我的绘图显示在页面的一个区域（<div>)标签中。我们来选中这个元素，获取它的长宽。

var container = document.getElementById('canvasdiv');

var width = canvasdiv.clientWidth;

var height = canvasdiv.clientHeight;

这样再加上前面的一行代码，我们就完成了对相机的定义。然后把相机位置设定在z轴上方便观察。

camera.position.set(0,0,10)

现在我们需要一个渲染器把定义好的场景渲染出来。

var renderer = new THREE.WebGLRenderer();

给这个渲染器合适的大小。

renderer.setSize( width, height );

然后将其加入到dom中。

canvasdiv.appendChild( renderer.domElement );

（运行以后发现这其实就是一个canvas元素。其实我们也可以在html中创建canvas元素再将renderer绑定到它上面。var renderer = new THREE.WebGLRenderer({ canvas: document.getElementById('mainCanvas') });）

最后进行渲染。

renderer.render(scene,camera);

这样，就建立了一个简单的3d场景。

二、绘制图形

我将threejs中的物体理解为模型+材料。以一个长方体为例。

创建模型：

var geometry = new THREE.BoxGeometry( 1,2,1 );

定义材料：

var material = new THREE.MeshBasicMaterial( { color: 0x645d50 } );

有了这两者，我们就可以构建一个长方体方块了。

var cube = new THREE.Mesh( geometry, material );

我们将其添加到场景中显示。

scene.add( cube );

这样，一个三维的长方体就绘制完成了

关于其他形状的绘制，张雯莉的threejs入门指南中介绍的很详细，在此不多赘述。

这部分的完整代码如下：

<!DOCTYPE html> <html lang="en"> <head>  <meta charset="UTF-8">  <title>Document</title>  <style type="text/css"> #canvasdiv{  width: 600px;  height: 600px; }  </style>  <script src="js/three.min.js"></script> </head> <body>  <div class="main-content" id="canvasdiv">  </div> <script type="text/javascript" > var container = document.getElementById('canvasdiv') var scene = new THREE.Scene(); var width = canvasdiv.clientWidth; var height = canvasdiv.clientHeight; var camera = new THREE.PerspectiveCamera( 90, width/height, 0.1, 1000 ); camera.position.set(0,0,10); var renderer = new THREE.WebGLRenderer(); renderer.setSize( width, height ); canvasdiv.appendChild( renderer.domElement ); var geometry = new THREE.BoxGeometry( 2,1,1 ); var material = new THREE.MeshBasicMaterial( { color: 0x645d50 } ); var cube = new THREE.Mesh( geometry, material ); scene.add( cube ); renderer.render(scene,camera); </script> </body> </html>

threejs构建web三维视图入门教程

看上去它只是一个长方形而已，但是它确实是一个立体图形，你可以改变一下camera的位置来观察一下。camera.position.set( 5,3,10 );

threejs构建web三维视图入门教程好了，这样看起来是一个立体的长方体了吧。

三、创建3d对象

大多数时候，我们需要讲绘制的图形整合到一起进行控制。此时，我们便需要一个3d对象。

在上面绘制的那个长方体上面再放一个球。

var geometry = new THREE.SphereGeometry( 0.5,100,100 );

var material = new THREE.MeshBasicMaterial( { color: 0xb9c16c } );

var ball = new THREE.Mesh( geometry,material );

ball.position.set( 0,0,1 );

scene.add(ball);

另说一句，默认放置mesh的位置是( 0,0,0 )，和改变相机位置一样，我们可以用ball.position.set方法来改变图形或对象的位置。因此动画也利用这个方法来实现。

然后要把它们整合成一个对象。

首先我们创建一个对象。

var myobj = new THREE.Object3D();

然后把我们画的图形添加到对象里就ok啦。

myobj.add( cube );

myobj.add( ball );

这时候我们已经有了一个3d对象，它包含我们刚刚绘制的长方形和球。于是就没有必要像原来那样把图形一个一个地放置到场景里，只需要把刚刚创建的对象放置到场景里。

scene.add( myobj );

完整代码如下：

<!DOCTYPE html> <html lang="en"> <head>  <meta charset="UTF-8">  <title>Document</title>  <style type="text/css"> #canvasdiv{  width: 600px;  height: 600px; }  </style>  <script src="js/three.min.js"></script> </head> <body>  <div class="main-content" id="canvasdiv">  </div> <script type="text/javascript" > var container = document.getElementById('canvasdiv') var scene = new THREE.Scene(); var width = canvasdiv.clientWidth; var height = canvasdiv.clientHeight; var camera = new THREE.PerspectiveCamera( 90, width/height, 0.1, 1000 ); camera.position.set( 0,0,10 ) var renderer = new THREE.WebGLRenderer(); renderer.setSize( width, height ); canvasdiv.appendChild( renderer.domElement ); var geometry = new THREE.BoxGeometry( 2,1,1 ); var material = new THREE.MeshBasicMaterial( { color: 0x645d50 } ); var cube = new THREE.Mesh( geometry, material ); //scene.add( cube ); var geometry = new THREE.SphereGeometry( 0.5,100,100 ); var material = new THREE.MeshBasicMaterial( { color: 0xb9c16c } ); var ball = new THREE.Mesh( geometry,material ); ball.position.set( 0,0,1 ); //scene.add(ball); var myobj = new THREE.Object3D(); myobj.add( cube ); myobj.add( ball ); scene.add( myobj ); renderer.render(scene,camera); </script> </body> </html>

显示效果：

threejs构建web三维视图入门教程

threejs支持从外部导入.obj文件，听说这种文件是用3DsMax绘制的，用PS也可以编辑。我们需要引入OBJMTLLoader.js，MTLLoader.js文件；也有一个OBJLoader.js，但利用这个库只能导入模型而不能导入绘制obj时添加的材质，个人感觉不是非常实用，就不做介绍了。这时候，我们需要把文件们放到一个服务器上，否则会出现跨域问题。

为了让图像更明显，我们添加一些光线。

scene.add( new THREE.AmbientLight( 0xffffff ) );

这里，我们通过导入图片来设置这个对象的纹理。

var texture = new THREE.Texture(); var loader = new THREE.ImageLoader( ); loader.load( 'tank.jpg', function ( image ) {     texture.image = image;     texture.needsUpdate = true; } );

开始导入我们的3D对象！

var loader = new THREE.OBJMTLLoader();   loader.load('tank.obj','tank.mtl',function(object){   tank = object;  object.traverse(function(child){   if (child instanceof THREE.Mesh){   //将贴图赋于材质    child.material.map = texture;    child.material.transparent = true;   }  });  object.position.set(0,0,0);  scene.add( object );    camera.lookAt( object.position );   renderer.render( scene,camera );   });

模型导入进去了，但是看起来还是很奇怪，这就要我们加一些其他光线渲染一下。在这里我们添加平行光线。

var directionalLight = new THREE.DirectionalLight( 0xffffff, 1.5 );

directionalLight.position.set( 1, 1, 1 );

scene.add( directionalLight );

threejs构建web三维视图入门教程变得光泽多了。

从外部导入obj的完整代码：

<!DOCTYPE html> <html lang="en"> <head>  <meta charset="UTF-8">  <title>Document</title>  <style type="text/css"> #canvasdiv{  width: 1200px;  height: 800px; }  </style>  <script src="js/three.min.js"></script>  <script src="js/MTLLoader.js"></script>    <script src="js/OBJMTLLoader.js"></script>  </head> <body>  <div class="main-content" id="canvasdiv">  </div> <script type="text/javascript" > var container = document.getElementById('canvasdiv') var scene = new THREE.Scene(); var width = canvasdiv.clientWidth; var height = canvasdiv.clientHeight; var camera = new THREE.PerspectiveCamera( 90, width/height, 0.1, 1000 ); camera.position.set( -10,10,10); var renderer = new THREE.WebGLRenderer(); renderer.setSize( width, height ); canvasdiv.appendChild( renderer.domElement ); var texture = new THREE.Texture(); var loader = new THREE.ImageLoader(  ); loader.load( 'tank.jpg', function ( image ) {  texture.image = image;  texture.needsUpdate = true; } ); var loader = new THREE.OBJMTLLoader();   loader.load('tank.obj','tank.mtl',function(object){   tank = object;  object.traverse(function(child){   if (child instanceof THREE.Mesh){    //将贴图赋于材质    child.material.map = texture;    //重点，没有该句会导致PNG无法正确显示透明效果    child.material.transparent = true;   }  });  object.position.set(0,0,0);  scene.add( object );    camera.lookAt( object.position );  renderer.render( scene,camera );  });   scene.add( new THREE.AmbientLight( 0xffffff ) ); var directionalLight = new THREE.DirectionalLight( 0xffffff, 1.5 ); directionalLight.position.set( 1, 1, 1 ) scene.add( directionalLight ); renderer.render(scene,camera); </script> </body> </html>

四、动画

现在我们想办法让这些图形动起来。

在threejs中运用最多的动画是用requestAnimationFrame()方法。也可以利用传统的setInterval()做，但用这个会掉帧。

这里我们做一个render函数，来进行渲染和动画调用。这里以前面添加了myobj对象的代码为基础。

现在来不断地改变对象的角度方便对其进行观察。

<!DOCTYPE html> <html lang="en"> <head>  <meta charset="UTF-8">  <title>Document</title>  <style type="text/css"> #canvasdiv{  width: 600px;  height: 600px; }  </style>  <script src="js/three.min.js"></script> </head> <body>  <div class="main-content" id="canvasdiv">  </div> <script type="text/javascript" > var container,camera,scene,renderer,myobj; var init = function () {  container = document.getElementById('canvasdiv')  scene = new THREE.Scene();  var width = canvasdiv.clientWidth;  var height = canvasdiv.clientHeight;  camera = new THREE.PerspectiveCamera( 90, width/height, 0.1, 1000 );  camera.position.set( 0,0,10 )  renderer = new THREE.WebGLRenderer();  renderer.setSize( width, height );  canvasdiv.appendChild( renderer.domElement );  var geometry = new THREE.BoxGeometry( 2,1,1 );  var material = new THREE.MeshBasicMaterial( { color: 0x645d50 } );  var cube = new THREE.Mesh( geometry, material );  //scene.add( cube );  var geometry = new THREE.SphereGeometry( 0.5,100,100 );  var material = new THREE.MeshBasicMaterial( { color: 0xb9c16c } );  var ball = new THREE.Mesh( geometry,material );  ball.position.set( 0,0,1 );  //scene.add(ball);   myobj = new THREE.Object3D();  myobj.add( cube );  myobj.add( ball );  scene.add( myobj );  } var render = function () {  requestAnimationFrame( render );  myobj.rotation.x+=0.01;  myobj.rotation.y+=0.01;  renderer.render(scene,camera); } init() render() </script> </body> </html>

接着让我们对动画进行控制。

在我实现的项目中，是通过websocket连接后台传入参数来控制对象运动的，这里就介绍一下使用参数控制吧。

这里有一个问题，就是requestAnimationFrame回调的函数不能带有参数，否则会出现奇怪的bug。所以我选择用一个全局对象来进行控制。

var control={

s:0,

p:0,

q:0,

j:0,

}

这里s是运动的速度，p,q,j分别是myobj将要运动到的位置的x,y,z坐标。我们先写一个控制它在x轴上运动的函数：

var run = function () {  if ( myobj.position.x<control.p ) {   myobj.position.x += control.s;   requestAnimationFrame( run );   renderer.render( scene,camera )  };  if ( myobj.position.x>control.p ) {   myobj.position.x -= control.s;   requestAnimationFrame( run );   renderer.render( scene,camera )  }; }

再在render函数中添加对run的调用requestAnimationFrame( run )。这样就可以在命令行中改变对象control的值实现控制myobj的运动。但是在运动停止后我的浏览器为什么会变得很卡，而且运动速度回有变化。我还不知道原因。不知道有没有朋友和我有同样的问题。于是我把函数拆成了两个，这样浏览器性能好些。

var run = function () {  if ( myobj.position.x<control.p ) {   myobj.position.x += control.s;      requestAnimationFrame( run );  };   renderer.render( scene,camera ) } var runx = function () {  if ( myobj.position.x>control.p ) {  myobj.position.x -= control.s;      requestAnimationFrame( runx );  };   renderer.render( scene,camera )  }

同样的，也可以写出在y,z轴上运动的函数。

在x轴上运动的完整代码：

<!DOCTYPE html> <html lang="en"> <head>  <meta charset="UTF-8">  <title>Document</title>  <style type="text/css"> #canvasdiv{  width: 600px;  height: 600px; }  </style>  <script src="js/three.min.js"></script> </head> <body>  <div class="main-content" id="canvasdiv">  </div> <script type="text/javascript" > var container,camera,scene,renderer,myobj; var init = function () {  container = document.getElementById('canvasdiv')  scene = new THREE.Scene();  var width = canvasdiv.clientWidth;  var height = canvasdiv.clientHeight;  camera = new THREE.PerspectiveCamera( 90, width/height, 0.1, 1000 );  camera.position.set( 0,0,10 )  renderer = new THREE.WebGLRenderer();  renderer.setSize( width, height );  canvasdiv.appendChild( renderer.domElement );  var geometry = new THREE.BoxGeometry( 2,1,1 );  var material = new THREE.MeshBasicMaterial( { color: 0x645d50 } );  var cube = new THREE.Mesh( geometry, material );  //scene.add( cube );  var geometry = new THREE.SphereGeometry( 0.5,100,100 );  var material = new THREE.MeshBasicMaterial( { color: 0xb9c16c } );  var ball = new THREE.Mesh( geometry,material );  ball.position.set( 0,0,1 );  //scene.add(ball);   myobj = new THREE.Object3D();  myobj.add( cube );  myobj.add( ball );  scene.add( myobj );  } var control={  s:0,  p:0,  q:0,  j:0, } var run = function () {  if ( myobj.position.x<control.p ) {   myobj.position.x += control.s;      requestAnimationFrame( run );  };   renderer.render( scene,camera ) } var runx = function () {  if ( myobj.position.x>control.p ) {  myobj.position.x -= control.s;      requestAnimationFrame( runx );  };   renderer.render( scene,camera )  } var render = function () {  requestAnimationFrame( run );  requestAnimationFrame( runx );  renderer.render(scene,camera); } init() render() </script> </body> </html>