运用Three.js 绘制3D模型

2012-11-07

使用Three.js 绘制3D模型关于Three.js?一. 获取THREE.jsthree.js的代码托管在github上面，https://github.c

使用Three.js 绘制3D模型

关于Three.js

一. 获取THREE.js

three.js的代码托管在github上面，https://github.com/mrdoob/three.js/

我们可以用git来获取代码，闲麻烦的话也可以直接下载zip文件。

二. 目录结构

拿到代码后先看下three.js的目录结构

|-build

???? |-custom

???? |-Three.js

|-examples

|-gui

|-src

???? |-cameras

???? |-core

???? |-extras

???? |-lights

???? |-materials

???? |-objects

???? |-renderers

???? |-scenes

???? |-textures

???? |-Three.js

|-utils

???? |-compiler

???? |-exporters

???? |-build.bat

???? |-build.sh

???? |-build.xml

???? |-build_all.bat

???? |-build_all.sh

build目录下是源代码连接压缩过后的js文件，而连接和压缩源代码的工具放在utils目录下，在utils目录下还有一个exporters目录，是各种模型导出工具，插件，有blender和max的导出插件，还有把fbx转成THREE.js场景文件的python脚本。
examples目录下都是three.js的示例，值得一提的是，里面有很多实用的shader脚本和js脚本可以拿来在自己的项目里用，比如js/ShaderExtra.js提供了很多现成的shader代码，js/postprocessing下提供了封装起来的几种常用的后处理的接口
gui下面是一些封装后的ui接口
src当然就是重头戏了，three.js的源代码都在这个目录下，src里下的各个子目录也很好的体现了three.js的构成，像camera，light，object这些都是一个场景（scene）的基础对象，而scenes下面则是对整个场景的管理代码，像scene graph的实现，renderers下是核心渲染器的实现，three.js对于场景和渲染器分离的还不错，可以用不同的renderer渲染同一个场景，当然对于一些WebGL支持的高级特性，使用其它的renderer肯定是不行的。还有一个extras目录是在核心代码之上的一些未程序提供便利的接口，比如提供了一些常用的camera，material，light。
utils目录上面已提过

三. example分析 - webgl trackballcamera earth

运用Three.js 绘制3D模型

在线地址：http://216.108.229.22/examples/webgl_trackballcamera_earth.html

examples目录下也有该示例

在这个example里我们能够看到：

一个最基本的three.js应用需要有的东西

camera的创建以及camera control的添加

基本形体的创建，材质的创建

粒子系统的创建，这个会后面讲。

这里不会逐行逐行代码的分析，而是对于每个特性挑出代码来讲。

一个three.js应用的基本结构。

不管用什么写3d应用，c++的ogre，flash的pv3d，js的o3d，又或者使用场景编辑器，一个3d场景所需要的最基本的东西都是一样的，一个主要的camera，一个主要的scene。

当然一般的场景里都会有物体，有灯光，每个物体都有材质。我们在three.js中可以一个个手动创建，也可以直接加载一个记录场景数据的json文件。

创建一个scene

从图中可以看到，要唯一确定一个透视的视锥(Viewing Frustum)至少需要上述的四个参数。

调整摄像机的位置和朝向

创建一个摄像机还需要摆好这个摄像机的位置和朝向，three.js里可以用camera.lookAt函数来设置摄像机的朝向，用camera.position设置摄像机的位置

这个demo里由于创建了一个实现轨迹球控制效果的TrackballControls，因此camera的变换都被封装在这里面了。

如果看lookAt的代码，其实这些操作都是矩阵的操作，摄像机本质上和一个场景中的实体无异，都是使用变换矩阵来做变换。

下面要为场景中添加一些东西了

我们可以在演示中大概看到这个场景中有一个地球，一个月球，周围的太空，还有一个一直照着地球模拟太阳的光照，如果看得仔细点，我们还会发现其实地球外面还包着一层大气层。

下面要一一在场景中添加进入这些东西

1. 首先是地球

在WebGL里创建一个object，我们需要的最基本的数据就是这个object的顶点位置，当然，如果需要这个物体能够入眼的话，我们还需要为它编写shader，需要传入顶点的法线数据，需要传入texcoord来完成纹理映射。

说到shader，我们先看下WebGL中渲染一个物体的基本顺序：

程序会先载入，编译和绑定shader代码，每个渲染批次，显卡都会将这些顶点数据传入流水线，在流水线中会通过Vertex Shader进行顶点位置的变换，光栅化，Fragment Shader中对每个像素计算颜色，最后深度测试等等后输出到屏幕。

THREE.js中将物体顶点数据的管理封装成为geometry接口，将shader和shader中参数的管理封装成为material接口，每次编译加载绑定shader，传入顶点数据都会在WebGLRenderer中统一处理。

false;uniforms[ "enableDiffuse" ].value = true;uniforms[ "enableSpecular" ].value = true;uniforms[ "uDiffuseColor" ].value.setHex( 0xffffff );uniforms[ "uSpecularColor" ].value.setHex( 0x333333 );uniforms[ "uAmbientColor" ].value.setHex( 0x000000 );uniforms[ "uShininess" ].value = 15;

tDiffuse，tSpecular和tNormal

uDiffuseColor, uSpecularColor, uAmbientColor, uShininess这四个是Phong模型光照的参数，

uDiffuseColor：漫反射颜色

uSpecularColor：高光颜色

uAmbientColor:环境光颜色

uShininess：物体表面光滑度

下面这段便是创建这个地球本身了，并且加入到场景里面

2. 建月球和云层也是依法炮制，云层因为是png格式所以有半透明效果。

3. 创建平行光

创建一个光照是很简单的，tree.js的灯光对象主要就是保存灯光参数的作用，而光照的实际计算是放在shader里，我们暂时不用关心

热点排行

JavaScript

运用Three.js 绘制3D模型