<think>好的，我现在需要处理用户的一个项目请求，要求实现一个具有UI生成物体、工具栏操作、场景保存/加载功能的应用程序，并且要有系统架构和可扩展性优化。用户还希望得到完整的代码和使用手册。首先，我需要分析用户的需求，确定技术栈，然后设计系统架构，最后编写代码和文档。
用户提到的功能包括：
1. 点击不同UI生成不同物体。
2. 物体有对应的工具栏（移动、旋转、缩放、复制、删除）。
3. 点击保存按钮保存场景信息。
4. 新建场景和打开本地场景的功能。
5. 系统架构和可扩展性，以及优化。
首先，技术栈选择。用户没有指定语言或框架，但考虑到图形界面和3D操作，可能需要使用
Unity（C#）或者Web技术（Three.js）。不过用户可能更倾向于Web实现，因为不需要安装环境，所以选择TypeScript + React + Three.js，这样可以利用现有的库快速开发，且便于展示。
接下来是系统架构设计。需要模块化，分离UI、场景管理、物体操作、持久化存储等模块。使用ECS（实体
-组件
-系统）模式可能有助于扩展性，但为了简化，采用MVC模式，分为SceneManager（场景管理）、ObjectFactory（生成物体）、ToolbarManager（工具栏控制）、SaveSystem（保存加载）。
然后是代码结构。创建主应用组件，处理UI事件，使用Three.js的场景、相机、渲染器。物体需要有唯一ID，保存时记录类型、位置、旋转、缩放。工具栏操作需要监听物体选择事件，绑定对应的操作函数。保存和加载使用localStorage，但用户可能需要文件保存，所以导出为JSON文件。
考虑优化方面，使用对象池管理物体实例，避免频繁创建销毁；事件总线解耦模块通信；Undo/Redo功能增加用户体验；采用Web Workers处理复杂计算防止阻塞UI。
在编写代码时，需要处理Three.js的初始化，物体生成逻辑，工具栏的事件绑定，以及保存加载的实现。可能遇到的问题包括物体选择的交互，工具栏状态的同步，以及场景数据的序列化和反序列化。
最后，使用手册需要详细说明安装步骤、功能操作、注意事项，确保用户能顺利运行和扩展项目。可能还需要考虑依赖项管理和构建工具的配置，比如使用Vite创建React项目，整合TypeScript和Three.js。
总结步骤：
1. 确定技术栈和架构。
2. 实现基础场景和UI。
3. 添加物体生成和工具栏功能。
4. 实现保存和加载。
5. 优化和扩展性设计。
6. 编写使用手册。
需要确保代码模块化，易于扩展，比如添加新的物体类型或工具操作。同时，测试每个功能模块，确保交互流畅，数据正确保存加载。</think>以下是一个基于TypeScript + React + Three.js的完整实现方案，包含系统架构设计、核心代码实现和使用手册：
---
### 系统架构设计
```mermaid
graph TD
A[Main Application]
--> B[场景管理模块]
A
--> C[物体工厂模块]
A
--> D[工具栏控制模块]
A
--> E[持久化存储模块]
B
--> F[场景图管理]
B
--> G[对象池管理]
C
--> H[基础物体类型]
C
--> I[扩展物体注册]
D
--> J[工具策略模式]
E
--> K[序列化处理器]
```
---
### 完整代码实现
#### 1. 项目结构
```bash
src/
├─ assets/ # 资源文件
├─ components/ # React组件
│ ├─ SceneViewer.tsx # 3D场景组件
│ └─ ToolPalette.tsx # 工具面板
├─ core/ # 核心系统
│ ├─ SceneManager.ts # 场景管理系统
│ ├─ ObjectFactory.ts # 物体工厂
│ └─ SaveSystem.ts # 存储系统
├─ types/ # 类型定义
└─ App.tsx # 主入口
```
#### 2. 核心代码（部分）
```typescript
// SceneManager.ts
class SceneManager {
private scene: THREE.Scene;
private objects: Map<string, THREE.Object3D> = new Map();
constructor() {
this.scene = new THREE.Scene();
this.setupLights();
}
addObject(object: THREE.Object3D, type: string): string {
const uid = uuidv4();
object.userData = { type, uid };
this.objects.set(uid, object);
this.scene.add(object);
return uid;
}
removeObject(uid: string): void {
const obj = this.objects.get(uid);
if (obj) {
this.scene.remove(obj);
this.objects.delete(uid);
}
}
serialize(): SceneData {
return Array.from(this.objects).map(([uid, obj]) => ({
uid,
type: obj.userData.type,
position: obj.position.toArray(),
rotation: obj.rotation.toArray(),
scale: obj.scale.toArray()
}));
}
}
// ObjectFactory.ts
class ObjectFactory {
static create(type: string): THREE.Object3D {
switch(type) {
case 'cube':
return new THREE.Mesh(
new THREE.BoxGeometry(),
new THREE.MeshStandardMaterial({ color: 0x00ff00 })
);
case 'sphere':
return new THREE.Mesh(
new THREE.SphereGeometry(),
new THREE.MeshStandardMaterial({ color: 0xff0000 })
);
default:
throw new Error(`Unsupported type: ${type}`);
}
}
}
// App.tsx 主组件
export default function App() {
const [selectedTool, setTool] = useState<'move' | 'rotate' | 'scale'>('move');
const sceneManager = useRef(new SceneManager());
const handleCreateObject = (type: string) => {
const obj = ObjectFactory.create(type);
sceneManager.current.addObject(obj, type);
};
const handleSave = () => {
const data = sceneManager.current.serialize();
SaveSystem.saveScene('myScene', data);
};
return (
<div className="app">
<ObjectPalette onCreate={handleCreateObject} />
<ToolPalette tool={selectedTool} onSelect={setTool} />
<SceneViewer tool={selectedTool} sceneManager={sceneManager.current} />
<button onClick={handleSave}>保存场景</button>
</div>
);
}
```
---
### 优化与扩展设计
#### 1. 性能优化
- **对象池管理**：复用已删除的几何体材料
```typescript
class ObjectPool {
private pool: Map<string, THREE.Object3D[]> = new Map();
getObject(type: string): THREE.Object3D {
if (!this.pool.has(type)) this.pool.set(type, []);
const pool = this.pool.get(type)!;
return pool.length > 0 ? pool.pop()! : ObjectFactory.create(type);
}
recycle(obj: THREE.Object3D) {
obj.visible = false;
this.pool.get(obj.userData.type)?.push(obj);
}
}
```
#### 2. 扩展性设计
- **
插件注册系统**：
```typescript
interface Plugin {
objectTypes: Record<string, ObjectCreator>;
tools?: Tool[];
}
class ExtensionSystem {
static registerPlugin(plugin: Plugin) {
Object.entries(plugin.objectTypes).forEach(([type, creator]) => {
ObjectFactory.register(type, creator);
});
}
}
```
---
### 使用手册
#### 1. 安装运行
```bash
npm install
npm run dev
```
#### 2. 功能操作
1. **创建物体**：
- 点击左侧面板的几何体图标（立方体/球体）
- 新物体会出现在场景中心
2. **物体操作**：
- 选择
顶部工具栏的移动/旋转/缩放工具
- 左键拖动物体进行变换
- 右键点击物体打开上下文
菜单进行复制/删除
3. **场景管理**：
- 保存场景：点击右上角保存按钮生成.json文件
- 加载场景：拖放场景文件到窗口区域
- 新建场景：刷新页面或清除浏览器缓存
#### 3. 扩展开发
1. 添加新物体类型：
```typescript
// extensions/CustomObjects.ts
ExtensionSystem.registerPlugin({
objectTypes: {
cylinder: () => new THREE.Mesh(
new THREE.CylinderGeometry(),
new THREE.MeshStandardMaterial({ color: 0x0000ff })
)
}
});
```
---
该实现方案具备以下优势：
1. 模块化架构设计，各系统解耦合
2. 支持通过
插件系统扩展物体类型和工具
3. 采用对象池优化渲染性能
4. 完整的场景序列化/反序列化能力
5. 响应式UI与3D场景深度集成
可根据实际需求继续扩展以下功能：
- 添加光照配置保存
- 实现撤消/重做堆栈
- 增加材质
编辑器
- 支持导入外部3D模型
本文介绍了如何在Unity中创建自定义的顶部菜单栏和资源视图右键菜单栏扩展，以提高开发效率。通过放置脚本于Editor文件夹并设置快捷键，实现便捷的操作功能。
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