Three.js入门指南：场景，相机，渲染器，轻松实现3D图形化

2023-08-27 15:08:54

Three.js 入门指南：开启你的 3D 图形化之旅

在数字时代的今天，3D 图形已成为不可或缺的一环。 Three.js 库为 Web 开发人员提供了在 JavaScript 中创建令人惊叹的 3D 图形化的绝佳工具。本指南将带你深入了解 Three.js 的基础知识，让你轻松踏上 3D 图形化的探索之旅。

三大基石：场景、相机、渲染器

Three.js 中的三大基石是构建 3D 世界的根基：

场景 (Scene)： 它是你 3D 世界的容器，容纳你创建的所有对象，例如模型、灯光和粒子。
相机 (Camera)： 它是你的视角，决定了你在场景中看到的角度和范围。
渲染器 (Renderer)： 它将场景和相机中的数据转换为可以在屏幕上显示的图像。

掌握这些元素，你就能为你的 3D 图形化作品奠定坚实的基础。

光照，让物体焕发生机

在 Three.js 中，光照至关重要，它让场景中的物体得以显现。 常见的灯光类型有平行光、点光源和聚光灯。根据你的需求添加不同类型的灯光，创造各种照明效果，让你的模型更加逼真生动。

坐标系，构建正确的世界

Three.js 采用右手坐标系。 与我们熟悉的数学坐标系不同，右手坐标系中的 x 轴向右，y 轴向上，z 轴向外。掌握正确的坐标系将帮助你准确地放置和操作物体。

绘制立方体，你的 Three.js Hello World

让我们绘制你的第一个 Three.js 立方体，这是一个简单的示例。 它将向你展示如何创建场景、相机、渲染器，并用它们来绘制一个旋转的立方体。

// 创建场景
const scene = new THREE.Scene();

// 创建相机
const camera = new THREE.PerspectiveCamera(75, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 1000);

// 创建渲染器
const renderer = new THREE.WebGLRenderer();
renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
document.body.appendChild(renderer.domElement);

// 创建立方体几何体
const geometry = new THREE.BoxGeometry(1, 1, 1);

// 创建立方体材质
const material = new THREE.MeshBasicMaterial({ color: 0x00ff00 });

// 创建立方体网格对象
const cube = new THREE.Mesh(geometry, material);

// 将立方体添加到场景
scene.add(cube);

// 设置相机位置
camera.position.z = 5;

// 渲染场景
renderer.render(scene, camera);

// 旋转立方体
function animate() {
  requestAnimationFrame(animate);

  cube.rotation.x += 0.01;
  cube.rotation.y += 0.01;

  renderer.render(scene, camera);
}

animate();

入门小贴士，助你步步高升

踏上 Three.js 之旅时，请牢记以下贴士：

利用 Three.js 官方文档和示例。
熟练掌握 Three.js 坐标系，避免坐标错误。
善用 Three.js 社区论坛和 Stack Overflow 等在线资源。
关注 Three.js 的最新版本和更新，了解新功能和修复。
Three.js 功能强大，但学习曲线也较陡峭。耐心和坚持是成功的关键。

常见问题解答，拨云见日

1. Three.js 中如何设置灯光？

使用 THREE.DirectionalLight、THREE.PointLight 或 THREE.SpotLight 类创建灯光，并将它们添加到场景中。调整灯光的位置、颜色和强度以实现所需的照明效果。

2. 如何控制相机的视角？

可以通过 THREE.PerspectiveCamera 或 THREE.OrthographicCamera 类创建相机。THREE.PerspectiveCamera 提供透视投影，而 THREE.OrthographicCamera 提供正交投影。调整相机的 fov（视场）、长宽比和近平面/远平面值来控制视角。

3. 如何将纹理应用于模型？

使用 THREE.TextureLoader 加载纹理图像。然后，创建一个 THREE.MeshPhongMaterial 或 THREE.MeshStandardMaterial，将纹理指定为 map 属性。最后，将材质应用于模型。

4. 如何检测用户交互，例如点击或鼠标移动？

Three.js 提供了 THREE.Raycaster 类，用于检测射线与场景中对象的交点。你可以使用鼠标或触摸事件来创建射线并检测用户与模型的交互。

5. 如何优化 Three.js 场景的性能？

通过使用 THREE.BufferGeometry 和 THREE.InstancedMesh 优化网格数据，可以减少内存使用和渲染时间。还应该使用纹理压缩、法线贴图和 LOD（细节层次）技术来提高性能。