几何体本质:
立方体几何体BoxGeometry
本质上就是一系列的顶点构成,只是Threejs的APIBoxGeometry
把顶点的生成细节封装了,用户可以直接使用。
比如一个立方体网格模型,有6个面,每个面至少两个三角形拼成一个矩形平面,每个三角形三个顶点构成,对于球体网格模型而言,同样是通过三角形拼出来一个球面,三角形数量越多,网格模型表面越接近于球形。
法向量:
什么是法向量?三维平面的法线是垂直于该平面的三维向量。一个平面有无数个法向量。
没有法向量数据,点光源、平行光等带有方向性的光源不会起作用(梁涛注:可以使用环境光),三角形平面整个渲染效果相对暗淡,而且两个三角形分界位置没有棱角感。设置前后对比如下:
法向量计算方法:(可略过)
1、BA向量的xyz值=A点坐标的xyz分别-B点坐标的xyz
2、n法向量垂直于BA向量,所以乘积为0
3、n法向量*BA向量=n的xyz分别*BA向量的xyz=0
4、平面任一顶点的法向量=平面的法向量
5、平面存在无数的法向量,取任一值即可
使用three.js自定义立方体:
效果图:
完整代码:
<!DOCTYPE html> <html> <head> <meta charset="utf-8"> <title></title> </head> <body> <script src="js/three.min.js"></script> <script src="js/OrbitControls.js"></script> <script> //创建场景 var scene = new THREE.Scene(); /** * 相机设置 */ var width = window.innerWidth-16; //窗口宽度 var height = window.innerHeight-20; //窗口高度 var k = width / height; //窗口宽高比 var s=200; var camera = new THREE.OrthographicCamera(-s * k, s * k, s, -s, 1, 1000); //创建相机对象 var camera = new THREE.PerspectiveCamera(75, k, 1, 1000); camera.position.set(100, 200, 100); //设置相机位置 /** * 创建渲染器对象 */ var renderer = new THREE.WebGLRenderer(); renderer.setSize(width, height);//设置渲染区域尺寸 renderer.setClearColor(0xb9d3ff, 1); //设置背景颜色 document.body.appendChild(renderer.domElement); //body元素中插入canvas对象 //点光源 var point = new THREE.PointLight(0xffffff); point.position.set(100, 100, 100); //点光源位置 scene.add(point); //点光源添加到场景中 //声明一个空几何体对象 var geometry = new THREE.BufferGeometry(); //类型数组创建顶点位置position数据 var vertices = new Float32Array([ //第一个面 0, 0, 0, 50, 0, 0, 0, 50, 0, 50, 0, 0, 0, 50, 0, 50, 50, 0, //第二个面 0, 0, 0, 0, 50, 0, 0, 50, 50, 0, 50, 50, 0, 0, 0, 0, 0, 50, //第三个面 50, 0, 0, 50, 50, 0, 50, 50, 50, 50, 0, 0, 50, 0, 50, 50, 50, 50, //第四个面 0, 0, 0, 0, 0, 50, 50, 0, 0, 50, 0, 0, 50, 0, 50, 0, 0, 50, //第五个面 0, 50, 0, 0, 50, 50, 50, 50, 0, 50, 50, 0, 50, 50, 50, 0, 50, 50, //第六个面 0, 0, 50, 50, 0,50, 0, 50, 50, 50, 0, 50, 0, 50, 50, 50, 50, 50, ]); // 创建属性缓冲区对象 var attribue = new THREE.BufferAttribute(vertices, 3); //3个为一组 // 设置几何体attributes属性的位置position属性 geometry.attributes.position = attribue //设置法向量 var normals = new Float32Array([ //第一个面顶点的法向量 0, 0, -1, 0, 0, -1, 0, 0, -1, 0, 0, -1, 0, 0, -1, 0, 0, -1, //第二个面顶点的法向量 -1, 0, 0, -1, 0, 0, -1, 0, 0, -1, 0, 0, -1, 0, 0, -1, 0, 0, //第三个面顶点的法向量 1,0,0, 1,0,0, 1,0,0, 1,0,0, 1,0,0, 1,0,0, //第四个面顶点的法向量 0,-1,0, 0,-1,0, 0,-1,0, 0,-1,0, 0,-1,0, 0,-1,0, //第五个面顶点的法向量 0,1,0, 0,1,0, 0,1,0, 0,1,0, 0,1,0, 0,1,0, //第四个面顶点的法向量 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, ]); // 设置几何体attributes属性的位置normal属性 geometry.attributes.normal = new THREE.BufferAttribute(normals, 3); //3个为一组,表示一个顶点的法向量数据 // 三角面(网格)渲染模式 var material = new THREE.MeshLambertMaterial({ color: 0x0000ff, //三角面颜色 side: THREE.DoubleSide //两面可见 }); //材质对象 var mesh = new THREE.Mesh(geometry, material); //网格模型对象Mesh scene.add(mesh); // 点渲染模式 var material = new THREE.PointsMaterial({ color: 0xff0000, size: 5.0 //点对象像素尺寸 }); //材质对象 var points = new THREE.Points(geometry, material); //点模型对象 scene.add(points); //点对象添加到场景中 // 辅助坐标系 参数250表示坐标系大小,可以根据场景大小去设置 var axisHelper = new THREE.AxisHelper(250); scene.add(axisHelper); //添加帧渲染 function render() { renderer.render(scene, camera); //执行渲染操作 requestAnimationFrame(render); //请求再次执行渲染函数render } render(); var controls = new THREE.OrbitControls(camera, renderer.domElement); //创建鼠标控制对象 //尺寸响应式 window.addEventListener('resize', () => { //初始化摄像机 camera.aspect = window.innerWidth / window.innerHeight; camera.updateProjectionMatrix(); //初始化渲染器 renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight); }) </script> </body> </html>
顶点索引复用顶点数据
通过顶点索引组织网格模型三角形的绘制,因为矩形的两个三角形有两个顶点位置重复,所以顶点位置数据、顶点法向量数据可以复用。立方体只需要定义8个顶点。
//声明一个空几何体对象 var geometry = new THREE.BufferGeometry(); //类型数组创建顶点位置position数据 var vertices = new Float32Array([ //第一个面 0, 0, 0, 50, 0, 0, 50, 50, 0, 0, 50, 0, 0, 0, 50, 50, 0, 50, 50, 50, 50, 0, 50, 50, ]); // 创建属性缓冲区对象 var attribue = new THREE.BufferAttribute(vertices, 3); //3个为一组 // 设置几何体attributes属性的位置position属性 geometry.attributes.position = attribue //设置法向量 var normals = new Float32Array([ //第一个顶点的法向量 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, ]); // 设置几何体attributes属性的位置normal属性 geometry.attributes.normal = new THREE.BufferAttribute(normals, 3); //3个为一组,表示一个顶点的法向量数据 // Uint16Array类型数组创建顶点索引 var indexes = new Uint16Array([ // 0对应第1个顶点位置数据、第1个顶点法向量数据 // 1对应第2个顶点位置数据、第2个顶点法向量数据 // 索引值3个为一组,表示一个三角形的3个顶点 0,1,2, 0,2,3, 2,3,6, 3,6,7, 1,2,5, 2,5,6, 0,3,4, 3,4,7, 1,4,5, 0,1,4, 4,5,7, 5,6,7 ]) // 索引数据赋值给几何体的index属性 geometry.index = new THREE.BufferAttribute(indexes, 1); //1个为一组
创建顶点索引数组的时候,可以根据顶点的数量选择类型数组Uint8Array
、Uint16Array(
数据无符号16位整型)
、Uint32Array
。对于顶点索引而言选择整型类型数组,对于非索引的顶点数据,需要使用浮点类型数组Float32Array
等。
Face3
对象定义Geometry
的三角形面
几何体Geometry的三角面属性geometry.faces
和缓冲类型几何体BufferGeometry顶点索引属性BufferGeometry.index
类似都是顶点位置数据的索引值,用来组织网格模型三角形的绘制。
threejs提供了Face3
对象构建三角形,通过Face3
构建一个三角形,不要设置顶点位置坐标数据,只需要通过数组索引值从geometry.vertices
数组中获得顶点位置坐标数据。
//声明一个几何体对象Geometry var geometry = new THREE.Geometry(); //类型数组创建顶点位置position数据 var p1 = new THREE.Vector3(0, 0, 0); //顶点1坐标 var p2 = new THREE.Vector3(50, 0, 0); //顶点2坐标 var p3 = new THREE.Vector3(50, 50, 0); //顶点3坐标 var p4 = new THREE.Vector3(0, 50, 0); //顶点4坐标 var p5 = new THREE.Vector3(0, 0, 50); //顶点5坐标 var p6 = new THREE.Vector3(50, 0, 50); //顶点6坐标 var p7 = new THREE.Vector3(50, 50, 50); //顶点7坐标 var p8 = new THREE.Vector3(0, 50, 50); //顶点8坐标 //顶点坐标添加到geometry对象 geometry.vertices.push(p1, p2, p3,p4,p5,p6,p7,p8); // Face3构造函数创建一个三角面 var face1 = new THREE.Face3(0,1,2); var face2 = new THREE.Face3(0,2,3); var face3 = new THREE.Face3(2,3,6); var face4 = new THREE.Face3(3,6,7); var face5 = new THREE.Face3(1,2,5); var face6 = new THREE.Face3(2,5,6); var face7 = new THREE.Face3(0,3,4); var face8 = new THREE.Face3(3,4,7); var face9 = new THREE.Face3(1,4,5); var face10 = new THREE.Face3(0,1,4); var face11 = new THREE.Face3(4,5,7); var face12 = new THREE.Face3(5,6,7); // 设置三角面法向量 face3.normal=new THREE.Vector3(0, 0, 1); // 设置三角面face1三个顶点的颜色 face1.color = new THREE.Color(0xff00ff); //三角面face1、face2添加到几何体中 geometry.faces.push(face1,face2,face3,face4,face5,face6,face7,face8,face9,face10,face11,face12); //缩放 geometry.scale(0.5, 1.5, 1.5);
总结:
BufferGeometry总结
Geometry总结
几何体缩放、平移、旋转属性