three.js 02-01 之场景基本功能

最新推荐文章于 2024-11-28 15:47:50 发布

原创最新推荐文章于 2024-11-28 15:47:50 发布 · 517 阅读

0 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#webgl #threejs #javascript #three.js

threejs 同时被 3 个专栏收录

59 篇文章

订阅专栏

webgl

59 篇文章

订阅专栏

three.js

59 篇文章

订阅专栏

本文通过一个完整的示例介绍了Three.js中的场景对象THREE.Scene及其常用方法，包括添加和移除对象、遍历场景中的所有对象等。同时，示例还展示了如何添加平面、光源、立方体，并使用dat.GUI进行交互。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

相信大家通过之前一系列的学习，对 Three.js 都应该有了相当感性的认识。那么从本篇开始，我们将逐个逐个功能点展开来讲解，接下来我们首先要展开讲的就是场景 THREE.Scene 对象。从前几篇文中不难看出，一个场景想要显示任何东西，均需要三种类型的组件，即：

组件	描述
相机 Camera	决定哪些东西将要在屏幕上渲染
光源 Light	它们会对材质如何显示，以及生成阴影时材质如何使用产生影响
物体 Geometry	它们是在相机透视图里主要的渲染对象，如立方体、球体等等

在进一步讲解之前，我们先来上一个完整示例：

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>示例 02.01 - 场景基本功能</title>
	<script src="../build/three.js"></script>
	<script src="../build/js/controls/OrbitControls.js"></script>
	<script src="../build/js/libs/stats.min.js"></script>
	<script src="../build/js/libs/dat.gui.min.js"></script>
	<script src="../jquery/jquery-3.2.1.min.js"></script>
    <style>
        body {
            /* 设置 margin 为 0，并且 overflow 为 hidden，来完成页面样式 */
            margin: 0;
            overflow: hidden;
        }
		/* 统计对象样式 */
		#Stats-output {
			position: absolute;
			left: 0px;
			top: 0px;
		}
    </style>
</head>
<body>

<!-- 用于 WebGL 输出的 Div -->
<div id="WebGL-output"></div>
<!-- 用于统计 FPS 输出的 Div -->
<div id="Stats-output"></div>

<!-- 运行 Three.js 示例的 Javascript 代码 -->
<script type="text/javascript">

	var scene;
	var camera;
	var render;
	var controls;
	var stats;
	
	var guiControls;
	var gui;
	
	var plane;

    // 当所有元素加载完毕后，就执行我们 Three.js 相关的东西
    $(function() {
		stats = initStats();
		
		scene = new THREE.Scene();
		camera = new THREE.PerspectiveCamera(45, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 1000); // 2147483647
		camera.position.set(-30, 40, 30);
		camera.lookAt(scene.position);
		render = new THREE.WebGLRenderer( {antialias: true} ); // antialias 抗锯齿
		render.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
		render.setClearColor(0xEEEEEE);
		render.shadowMap.enabled = true; // 允许阴影投射
		$('#WebGL-output')[0].appendChild(render.domElement);
		controls = new THREE.OrbitControls(camera, render.domElement);
		
		scene.add(new THREE.AxisHelper(20));// 加入坐标轴
		
		// 加入一个平面
		var planeGeometry = new THREE.PlaneGeometry(60, 40, 1, 1);
		var planeMaterial = new THREE.MeshLambertMaterial( {color: 0xFFFFFF} );
		plane = new THREE.Mesh(planeGeometry, planeMaterial);
		plane.rotation.x = -0.5 * Math.PI; // 沿着 X轴旋转-90°
		plane.position.x = 0;
		plane.position.y = 0;
		plane.position.z = 0;
		plane.receiveShadow = true; // 几何平面接收阴影
		scene.add(plane);
		
		// 加入一个环境光源
		var ambientLight = new THREE.AmbientLight(0x0C0C0C);
		scene.add(ambientLight);
		
		// 加入一个聚光灯光源
		// 注：基础材质 MeshBasicMaterial 不会对光源产生反应，因此要改用 MeshLambertMaterial 或 MeshPhongMaterial 材质才有效果
		var spotLight = new THREE.SpotLight( 0xFFFFFF);
		spotLight.position.set(-40, 60, -10);
		spotLight.castShadow = true; // 光源产生阴影
		spotLight.shadow.mapSize.width = 1024; // 必须是 2的幂，默认值为 512
		spotLight.shadow.mapSize.height = 1024; // 必须是 2的幂，默认值为 512
		scene.add(spotLight);
		
		renderScene();
		
		/** 用来保存那些需要通过 dat.GUI 修改的变量 */
		guiControls = new function() {
			this.rotationSpeed = 0.02;
			this.numberOfObjects = scene.children.length;
			this.addSize = 100; // 每次单击 addCube 后新增立方体的数量
			
			/** 加入立方体 */
			this.addCube = function() {
				for (var i = 0; i < this.addSize; i++) {
					var cubeSize = Math.ceil(Math.random() * 3);
					var cubeGeometry = new THREE.BoxGeometry(cubeSize, cubeSize, cubeSize);
					var cubeColor = Math.random() * 0xFF0000;
					var cubeMaterial = new THREE.MeshLambertMaterial( {color: cubeColor, name: 'material-' + scene.children.length} );
					cube = new THREE.Mesh(cubeGeometry, cubeMaterial);
					// 位置随机放置在场景中
					var cubeX = -30 + Math.round(Math.random() * plane.geometry.parameters.width);
					var cubeY = Math.random() * 5;
					var cubeZ = -20 + Math.round(Math.random() * plane.geometry.parameters.height);
					cube.position.x = cubeX;
					cube.position.y = cubeY;
					cube.position.z = cubeZ;
					cube.castShadow = true; // 立方体投射阴影
					cube.name = "cube-" + scene.children.length;
					scene.add(cube);
					this.numberOfObjects = scene.children.length;
				}
			}
			
			/** 移除立方体 */
			this.removeCube = function() {
				for (var i = 0; i < this.addSize; i++) {
					var allChildren = scene.children;
					var lastObject = allChildren[allChildren.length - 1];
					if (lastObject instanceof THREE.Mesh && lastObject != plane) {
						scene.remove(lastObject);
						this.numberOfObjects = scene.children.length;
					}
				}
			}

            this.outputObjects = function () {
                console.log(scene.children);
            }
		}
		
		/** 定义 dat.GUI 对象，并绑定 guiControls 的属性 */
		gui = new dat.GUI();
		gui.add(guiControls, 'rotationSpeed', 0, 0.5);
		gui.add(guiControls, 'addCube');
		gui.add(guiControls, 'removeCube');
		gui.add(guiControls, 'outputObjects');
		gui.add(guiControls, 'numberOfObjects').listen();
    });
	
	/** 渲染场景 */
	function renderScene() {
		stats.update();
		rotateCube(); // 旋转立方体
		requestAnimationFrame(renderScene);
		render.render(scene, camera);
	}
	
	/** 初始化 stats 统计对象 */
	function initStats() {
		stats = new Stats();
		stats.setMode(0); // 0 为监测 FPS；1 为监测渲染时间
		$('#Stats-output').append(stats.domElement);
		return stats;
	}
	
	/** 转动立方体 */
	function rotateCube() {
		// 遍历整个场景
		scene.traverse(function(e) {
			if (e instanceof THREE.Mesh && e != plane) {
				e.rotation.x += guiControls.rotationSpeed;
				e.rotation.y += guiControls.rotationSpeed;
				e.rotation.z += guiControls.rotationSpeed;
			}
		});
	}

</script>
</body>
</html>

首先，我们对这个示例大概做一个简单说明，当你在浏览器中试验时，你可以通过鼠标点击右上角的 addCube 按钮来添加一批立方体到场景中去，其尺寸是 0 - 3 之间的一个随机数，其颜色也是随机的；通过点击 removeCube 按钮来移除一批立方体；而点击 outputObjects 按钮则会在浏览器的控制台即 Console 打印出场景中的所有对象。

通过以上这个示例，我们可以看到场景 THREE.Scene 对象主要用到的方法有：add(object) 函数用于添加一个 THREE.Mesh 对象，或者一个 THREE.AmbientLight 对象，或者一个 THREE.SpotLight 对象，或者一个 THREE.Camera 对象等；remove(object) 函数用于从场景中移除一个对象；traverse(function(e)) 函数中的参数接收一个回调函数，这个回调函数将会在场景的每一个子对象上调用一次；getObjectByName(name) 函数将根据 name 名称获取场景中某个特定的物体。

当然通过 scene.children 也可以实现与 traverse(function(e)) 函数相同的功能，作为练习，读者可以自行试着改改，练习练习。

未完待续···