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02 Threejs使用轨道控制器查看3D物体

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站长
· 阅读数 45

1、360度查看立方体——轨道控制器OrbitControls

Orbit controls（轨道控制器）可以使得相机围绕目标进行轨道运动。

Three.js渲染出一个立方体物体之后，如果想很好的全方位观看立方体。这个时候可以使用轨道控制器，让相机围绕立方体运动，就像地球围绕太阳一样运动，去观察立方体。

1.1 创建轨道控制器

// 导入轨道控制器
import { OrbitControls } from 'three/examples/jsm/controls/OrbitControls'
// 创建轨道控制器
const controls = new OrbitControls(camera, renderer.domElement);

必须传入2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。

1.2 每一帧根据控制器更新画面

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。

function render() {
  //如果后期需要控制器带有阻尼效果、自动旋转等效果，就需要加入controls.update()
  //controls.update()
  renderer.render(scene, camera);
  // 渲染下一帧的时调用render函数
  requestAnimationFrame(render);
}

render();

1.2.1 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。

因此屏幕每一帧都刷新一次画面，就需要执行

function render() {
    renderer.render(scene, camera);
    //   渲染下一帧的时候就会调用render函数
    requestAnimationFrame(render);
}
render();

1.3 轨道控制器—添加前后的效果对比

02 Threejs使用轨道控制器查看3D物体

import * as THREE from 'three'
// 导入轨道控制器
import { OrbitControls } from 'three/examples/jsm/controls/OrbitControls'

// 目标：使用控制器查看3d物体

// 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, 2)
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)

// 创建轨道控制器
const controls = new OrbitControls(camera, renderer.domElement)

// 添加坐标轴辅助器
const axesHelper = new THREE.AxesHelper(3)
scene.add(axesHelper)

function render() {
  //如果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()
  // controls.update()
  renderer.render(scene, camera)
  //   渲染下一帧的时候就会调用render函数
  requestAnimationFrame(render)
}

render()

2. Three控制物体移动——物体的position属性

为了让物体移动起来，可以设置物体的position属性。

相机和立方体都是物体。每个物体都是1个对象。

  • 在官方文档里，可以看到相机camera和物体mesh都继承Object3D类。所以camera、mesh都属于3d对象。
  • 从3d对象的官方文档里，可以找到position属性，并且该属性一个vector3对象。

02 Threejs使用轨道控制器查看3D物体

02 Threejs使用轨道控制器查看3D物体

02 Threejs使用轨道控制器查看3D物体

因此通过官方vector3类的文档，我们可以简单使用下面的方式来修改position位置

//设置该向量的x、y 和 z 分量。
mesh.position.set(x,y,z);
//直接设置position的x,y,z属性
mesh.position.x = x;
mesh.position.y = y;
mesh.position.z = z;

官方文档：threejs.org/docs/index.…

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2.1 每一帧修改一点位置形成动画

例如，每一帧让立方体向右移动0.02，并且当位置大于3时，从0开始。

function render() {
  cube.position.x += 0.02;
  if (cube.position.x > 3) {
    cube.position.x = 0;
  }
  renderer.render(scene, camera);
  //   渲染下一帧的时候就会调用render函数
  requestAnimationFrame(render);
}

render();

02 Threejs使用轨道控制器查看3D物体

import * as THREE from 'three'
// 导入轨道控制器
import { OrbitControls } from 'three/examples/jsm/controls/OrbitControls'

// 目标：控制3d物体移动

// 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)

// 创建轨道控制器
const controls = new OrbitControls(camera, renderer.domElement)

// 添加坐标轴辅助器
const axesHelper = new THREE.AxesHelper(3)
scene.add(axesHelper)

function render() {
  cube.position.x += 0.02
  if (cube.position.x > 3) {
    cube.position.x = 0
  }
  renderer.render(scene, camera)
  // 渲染下一帧的时候就会调用render函数
  requestAnimationFrame(render)
}

render()

3. Threejs添加坐标轴辅助器——AxesHelper

一般在开发阶段，添加物体和设置物体位置，都需要参考一下坐标轴，方便查看是否放置到对应位置。 所以一般添加坐标轴辅助器来作为参考。

02 Threejs使用轨道控制器查看3D物体

辅助器简单模拟3个坐标轴的对象。红色代表 X 轴. 绿色代表 Y 轴. 蓝色代表 Z 轴。

const axesHelper = new THREE.AxesHelper( 5 );
scene.add( axesHelper );

3.1 ArrowHelper箭头辅助器

用于模拟方向的3维箭头对象

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const dir = new THREE.Vector3( 1, 2, 0 );

//normalize the direction vector (convert to vector of length 1)
dir.normalize();

const origin = new THREE.Vector3( 0, 0, 0 );
const length = 1;
const hex = 0xffff00;

const arrowHelper = new THREE.ArrowHelper( dir, origin, length, hex );
scene.add( arrowHelper )

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3.1.1 ArrowHelper构造函数

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4. Threejs物体缩放与旋转

4.1 scale设置缩放

物体的scale属性是vector3对象，因此按照vector3的属性和方法，设置x/y/z轴方向的缩放大小。

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//例如设置x轴放大3倍、y轴方向放大2倍、z轴方向不变
cube.scale.set(3, 2, 1)
//单独设置某个轴的缩放
// cube.scale.x = 3

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4.2 rotation设置旋转

通过设置rotation属性旋转，rotation属性是Euler类的实例，因此可以通过Euler类的方法进行设置旋转角度。

//直接设置旋转属性，例如围绕x轴旋转90度
//cube.rotation.x = -Math.PI / 2
//围绕x轴旋转45度
cube.rotation.set(-Math.PI / 4, 0, 0, 'XZY')

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4.2.1 欧拉类Euler

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4.2.2 欧拉类Euler的set方法

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4.2.3 旋转动画

每一帧旋转弧度制的0.1角度，实现动画代码

function render() {
  //移动
  cube.position.x += 0.02;
  //旋转
  cube.rotation.x += 0.1;
  if (cube.position.x > 3) {
    cube.position.x = 0;
  }
  renderer.render(scene, camera);
  //   渲染下一帧的时候就会调用render函数
  requestAnimationFrame(render);
}

4.3 旋转实例

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import * as THREE from 'three'
// 导入轨道控制器
import { OrbitControls } from 'three/examples/jsm/controls/OrbitControls'

// 目标：控制3d物体旋转

// 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)

// 创建轨道控制器
const controls = new OrbitControls(camera, renderer.domElement)

// 添加坐标轴辅助器
const axesHelper = new THREE.AxesHelper(3)
scene.add(axesHelper)

function render() {
  //移动
  cube.position.x += 0.02
  //旋转
  cube.rotation.x += 0.1
  if (cube.position.x > 3) {
    cube.position.x = 0
  }
  renderer.render(scene, camera)
  //   渲染下一帧的时候就会调用render函数
  requestAnimationFrame(render)
}

render()
转载自:https://juejin.cn/post/7200997114922008636
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