Three 前端三维

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Three.js 教程

1. 三大组件

在 Three.js 中，要渲染物体到网页中，我们需要三个组件：场景（scene）、相机（camera）和渲染器（renderer）。有了这三样东西，才能将物体渲染到网页中去。

1.1 场景

在 Three.js 中场景就只有一种，用 THREE.Scene 来表示，要构件一个场景也很简单，只要 new 一个对象就可以了，代码如下：

var scene = new THREE.Scene();

场景是所有物体的容器。如果要显示一个苹果，就需要将苹果对象加入场景中。

1.2 相机

相机决定了场景中哪个角度的景色会显示出来。相机就像人的眼睛一样，人站在不同位置，抬头或者低头都能够看到不同的景色。

场景只有一种，但是相机却有很多种。和现实中一样，不同的相机确定了成像的各个方面。比如有的相机适合人像，有的相机适合风景，专业的摄影师根据实际用途不一样，选择不同的相机。对程序员来说，只要设置不同的相机参数，就能够让相机产生不一样的效果。

在Threejs中有多种相机，这里介绍两种，它们是：

透视相机（THREE.PerspectiveCamera），这里我们使用一个透视相机，透视相机的参数很多，这里先不详细讲解。后面关于相机的那一章，我们会花大力气来讲。定义一个相机的代码如下所示：

var camera = new THREE.PerspectiveCamera(75, window.innerWidth/window.innerHeight, 0.1, 1000);

1.3 渲染器

最后一步就是设置渲染器，渲染器决定了渲染的结果应该画在页面的什么元素上面，并且以怎样的方式来绘制。这里我们定义了一个 WebRenderer 渲染器，代码如下所示：

var renderer = new THREE.WebGLRenderer();
renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
document.body.appendChild(renderer.domElement);

注意，渲染器 renderer 的 domElement 元素，表示渲染器中的画布，所有的渲染都是画在 domElement 上的，所以这里的 appendChild 表示将这个 domElement 挂接在 body 下面，这样渲染的结果就能够在页面中显示了。

1.4 添加物体到场景中

我们将一个物体添加到场景中：

var geometry = new THREE.CubeGeometry(1,1,1); 
var material = new THREE.MeshBasicMaterial({color: 0x00ff00});
var cube = new THREE.Mesh(geometry, material); 
scene.add(cube);

代码中出现的 THREE.CubeGeometry 是什么？他是一个几何体，几何体由什么组成，已经不是本课的主要内容了，后面的课程我们会详细的学到。不过这里你只需要知道 CubeGeometry 是一个正方体或者长方体，究竟是什么，由它的3个参数所决定，CubeGeometry 的原型如下代码所示：

CubeGeometry(width, height, depth, segmentsWidth, segmentsHeight, segmentsDepth, materials, sides)

width：立方体 x 轴的长度

height：立方体 y 轴的长度

depth：立方体 z 轴的深度，也就是长度

剩下的几个参数就要费解和复杂一些了，不过后面我们会自己来写一个立方体，到时候，你会更明白这些参数的意义，这里你可以将这些参数省略。

1.5 渲染

渲染应该使用渲染器，结合相机和场景来得到结果画面。实现这个功能的函数是

renderer.render(scene, camera);

渲染函数的原型如下：

render( scene, camera, renderTarget, forceClear )

各个参数的意义是：

scene：前面定义的场景

camera：前面定义的相机

renderTarget：渲染的目标，默认是渲染到前面定义的 render 变量中

forceClear：每次绘制之前都将画布的内容给清除，即使自动清除标志 autoClear 为 false，也会清除。

1.6 渲染循环

渲染有两种方式：实时渲染和离线渲染。

先看看离线渲染，想想《西游降魔篇》中最后的佛主，他肯定不是真的，是电脑渲染出来的，其画面质量是很高的，它是事先渲染好一帧一帧的图片，然后再把图片拼接成电影的。这就是离线渲染。如果不事先处理好一帧一帧的图片，那么电影播放得会很卡。CPU 和 GPU 根本没有能力在播放的时候渲染出这种高质量的图片。

实时渲染：就是需要不停的对画面进行渲染，即使画面中什么也没有改变，也需要重新渲染。下面就是一个渲染循环：

function render() {
    cube.rotation.x += 0.1;
    cube.rotation.y += 0.1;
    renderer.render(scene, camera);
    requestAnimationFrame(render);
}

其中一个重要的函数是 requestAnimationFrame，这个函数就是让浏览器去执行一次参数中的函数，这样通过上面 render 中调用 requestAnimationFrame() 函数，requestAnimationFrame() 函数又让 rander() 再执行一次，就形成了我们通常所说的游戏循环了。

1.7 场景，相机，渲染器之间的关系

Three.js 中的场景是一个物体的容器，开发者可以将需要的角色放入场景中，例如苹果，葡萄。同时，角色自身也管理着其在场景中的位置。

相机的作用就是面对场景，在场景中取一个合适的景，把它拍下来。

渲染器的作用就是将相机拍摄下来的图片，放到浏览器中去显示。他们三者的关系如下图所示：img


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