點擊上方?前端瓶子君，關(guān)注公眾號

回復(fù)算法，加入前端編程面試算法每日一題群

前言：

大家好，我是xx傳媒嚴(yán)導(dǎo)（xx這兩個字請自行腦補）。

該篇文章用到的主要技術(shù)：vue3、three.js

我們先看看成品效果：

高清大圖預(yù)覽（會有些慢）：

廢話不多說，直接進(jìn)入正題

Three.js的基礎(chǔ)知識

想象一下，在一個虛擬的3D世界中都需要什么？首先，要有一個立體的空間，其次是有光源，最重要的是要有一雙眼睛。下面我們就看看在three.js中如何創(chuàng)建一個3D世界吧！

創(chuàng)建一個場景
設(shè)置光源
創(chuàng)建相機(jī)，設(shè)置相機(jī)位置和相機(jī)鏡頭的朝向
創(chuàng)建3D渲染器，使用渲染器把創(chuàng)建的場景渲染出來

此時，你就通過three.js創(chuàng)建出了一個可視化的3D頁面，很簡單是吧！

關(guān)于場景

你可以為場景添加背景顏色，或創(chuàng)建一個盒模型（球體、立方體），給盒模型的內(nèi)部貼上圖片，再把相機(jī)放在這個盒模型內(nèi)部以達(dá)到模擬場景的效果。盒模型的方式多用于360度全景，比如房屋vr展示

【登陸頁面】創(chuàng)建場景的例子：

const?scene?=?new?THREE.Scene()
//?在場景中添加霧的效果，F(xiàn)og參數(shù)分別代表‘霧的顏色’、‘開始霧化的視線距離’、剛好霧化至看不見的視線距離’
scene.fog?=?new?THREE.Fog(0x000000,?0,?10000)
//?盒模型的深度
const?depth?=?1400
//?在場景中添加一個圓球盒模型
//?1.創(chuàng)建一個立方體
const?geometry?=?new?THREE.BoxGeometry(1000,?800,?depth)
//?2.加載紋理
const?texture?=?new?THREE.TextureLoader().load('bg.png')
//?3.創(chuàng)建網(wǎng)格材質(zhì)（原料）
const?material?=?new?THREE.MeshBasicMaterial({map:?texture,?side:?THREE.BackSide})
//?4.生成網(wǎng)格
const?mesh?=?new?THREE.Mesh(geometry,?material)
//?5.把網(wǎng)格放入場景中
scene.add(mesh)
復(fù)制代碼

關(guān)于光源

為場景設(shè)置光源的顏色、強(qiáng)度，同時還可以設(shè)置光源的類型（環(huán)境光、點光源、平行光等）、光源所在的位置

【登陸頁面】創(chuàng)建光源的例子：

//?1.創(chuàng)建環(huán)境光
const?ambientLight?=?new?THREE.AmbientLight(0xffffff,?1)
//?2.創(chuàng)建點光源，位于場景右下角
const?light_rightBottom?=?new?THREE.PointLight(0x0655fd,?5,?0)
light_rightBottom.position.set(0,?100,?-200)
//?3.把光源放入場景中
scene.add(light_rightBottom)
scene.add(ambientLight)
復(fù)制代碼

關(guān)于相機(jī)（重要）

很重要的一步，相機(jī)就是你的眼睛。這里還會著重說明一下使用透視相機(jī)時可能會遇到的問題，我們最常用到的相機(jī)就是正交相機(jī)和透視相機(jī)了。

正交相機(jī)：無論物體距離相機(jī)距離遠(yuǎn)或者近，在最終渲染的圖片中物體的大小都保持不變。用于渲染2D場景或者UI元素是非常有用的。如圖：

圖注解：

圖中紅色三角錐體是視野的大小
紅色錐體連著的第一個面是攝像機(jī)能看到的最近位置
從該面通過白色輔助線延伸過去的面是攝像機(jī)能看到的最遠(yuǎn)的位置

透視相機(jī)：被用來模擬人眼所看到的景象。它是3D場景的渲染中使用得最普遍的投影模式。如圖：

我們在使用透視相機(jī)時，可能會遇到這種情況：邊緣處的物體會產(chǎn)生一定程度上的形變，原因是：透視相機(jī)是魚眼效果，如果視域越大，邊緣變形越大。為了避免邊緣變形，可以將fov角度設(shè)置小一些，距離拉遠(yuǎn)一些

關(guān)于透視相機(jī)的幾個參數(shù)，new THREE.PerspectiveCamera(fov, width / height, near, far)

fov（field of view） — 攝像機(jī)視錐體垂直視野角度
aspect（width / height） — 攝像機(jī)視錐體長寬比
near — 攝像機(jī)視錐體近端面
far — 攝像機(jī)視錐體遠(yuǎn)端面

/**
?*?為了避免邊緣變形，這里將fov角度設(shè)置小一些，距離拉遠(yuǎn)一些
?*?固定視域角度，求需要多少距離才能滿足完整的視野畫面
?*?15度等于(Math.PI?/?12)
?*/
const?container?=?document.getElementById('login-three-container')
const?width?=?container.clientWidth
const?height?=?container.clientHeight
const?fov?=?15
const?distance?=?width?/?2?/?Math.tan(Math.PI?/?12)
const?zAxisNumber?=?Math.floor(distance?-?depth?/?2)
const?camera?=?new?THREE.PerspectiveCamera(fov,?width?/?height,?1,?30000)
camera.position.set(0,?0,?zAxisNumber)
const?cameraTarget?=?new?THREE.Vector3(0,?0,?0)
camera.lookAt(cameraTarget)
復(fù)制代碼

關(guān)于渲染器

用WebGL^[1]渲染出你精心制作的場景。它會創(chuàng)建一個canvas進(jìn)行渲染

【登陸頁面】創(chuàng)建渲染器的例子：

//?獲取容器dom
const?container?=?document.getElementById('login-three-container')
//?創(chuàng)建webgl渲染器實例
const?renderer?=?new?THREE.WebGLRenderer({?antialias:?true,?alpha:?true?})
//?設(shè)置渲染器畫布的大小
renderer.setSize(width,?height)
//?把畫布實例（canvas）放入容器中
container.appendChild(renderer.domElement)
//?渲染器渲染場景
renderer.render(scene,?camera)
復(fù)制代碼

需要注意，這樣創(chuàng)建出來的場景并沒有動效，原因是這次渲染的僅僅只是這一幀的畫面。為了讓場景中的物體能動起來，我們需要使用requestAnimationFrame，所以我們可以寫一個loop函數(shù)

//動畫刷新
const?loopAnimate?=?()?=>?{
????requestAnimationFrame(loopAnimate)
????scene.rotateY(0.001)
????renderer.render(scene,?camera)
}
loopAnimate()
復(fù)制代碼

完善效果

創(chuàng)建一個左上角的地球

//?加載紋理
const?texture?=?THREE.TextureLoader().load('earth_bg.png')
//?創(chuàng)建網(wǎng)格材質(zhì)
const?material?=?new?THREE.MeshPhongMaterial({map:?texture,?blendDstAlpha:?1})
//?創(chuàng)建幾何球體
const?sphereGeometry?=?new?THREE.SphereGeometry(50,?64,?32)
//?生成網(wǎng)格
const?sphere?=?new?THREE.Mesh(sphereGeometry,?material)
//?為了單獨操作球體的運動效果，我們把球體放到一個組中
const?Sphere_Group?=?new?THREE.Group()
const?Sphere_Group.add(sphere)
//?設(shè)置該組（球體）在空間坐標(biāo)中的位置
const?Sphere_Group.position.x?=?-400
const?Sphere_Group.position.y?=?200
const?Sphere_Group.position.z?=?-200
//?加入場景
scene.add(Sphere_Group)
//?使球能夠自轉(zhuǎn)，需要在loopAnimate中加上
Sphere_Group.rotateY(0.001)
復(fù)制代碼

使地球自轉(zhuǎn)

//?渲染星球的自轉(zhuǎn)
const?renderSphereRotate?=?()?=>?{
????if?(sphere)?{
??????Sphere_Group.rotateY(0.001)
????}
}
//?使球能夠自轉(zhuǎn)，需要在loopAnimate中加上
const?loopAnimate?=?()?=>?{
????requestAnimationFrame(loopAnimate)
????renderSphereRotate()
????renderer.render(scene,?camera)
}
復(fù)制代碼

創(chuàng)建星星

//?初始化星星
const?initSceneStar?=?(initZposition:?number):?any?=>?{
????const?geometry?=?new?THREE.BufferGeometry()
????const?vertices:?number[]?=?[]
????const?pointsGeometry:?any[]?=?[]
????const?textureLoader?=?new?THREE.TextureLoader()
????const?sprite1?=?textureLoader.load('starflake1.png')
????const?sprite2?=?textureLoader.load('starflake2.png')
????parameters?=?[
??????[[0.6,?100,?0.75],?sprite1,?50],
??????[[0,?0,?1],?sprite2,?20]
????]
????//?初始化500個節(jié)點
????for?(let?i?=?0;?i?500;?i++)?{
??????/**
???????*?const?x:?number?=?Math.random()?*?2?*?width?-?width
???????*?等價
???????*?THREE.MathUtils.randFloatSpread(width)
???????*?_.random使用的是lodash庫中的生成隨機(jī)數(shù)
???????*/
??????const?x:?number?=?THREE.MathUtils.randFloatSpread(width)
??????const?y:?number?=?_.random(0,?height?/?2)
??????const?z:?number?=?_.random(-depth?/?2,?zAxisNumber)
??????vertices.push(x,?y,?z)
????}

????geometry.setAttribute('position',?new?THREE.Float32BufferAttribute(vertices,?3))

????//?創(chuàng)建2種不同的材質(zhì)的節(jié)點（500?*?2）
????for?(let?i?=?0;?i???????const?color?=?parameters[i][0]
??????const?sprite?=?parameters[i][1]
??????const?size?=?parameters[i][2]

??????materials[i]?=?new?THREE.PointsMaterial({
????????size,
????????map:?sprite,
????????blending:?THREE.AdditiveBlending,
????????depthTest:?true,
????????transparent:?true
??????})
??????materials[i].color.setHSL(color[0],?color[1],?color[2])
??????const?particles?=?new?THREE.Points(geometry,?materials[i])
??????particles.rotation.x?=?Math.random()?*?0.2?-?0.15
??????particles.rotation.z?=?Math.random()?*?0.2?-?0.15
??????particles.rotation.y?=?Math.random()?*?0.2?-?0.15
??????particles.position.setZ(initZposition)
??????pointsGeometry.push(particles)
??????scene.add(particles)
????}
????return?pointsGeometry
}
const?particles_init_position?=?-zAxisNumber?-?depth?/?2
let?zprogress?=?particles_init_position
let?zprogress_second?=?particles_init_position?*?2
const?particles_first?=?initSceneStar(particles_init_position)
const?particles_second?=?initSceneStar(zprogress_second)
復(fù)制代碼

使星星運動

//?渲染星星的運動
const?renderStarMove?=?()?=>?{
????const?time?=?Date.now()?*?0.00005
????zprogress?+=?1
????zprogress_second?+=?1

????if?(zprogress?>=?zAxisNumber?+?depth?/?2)?{
??????zprogress?=?particles_init_position
????}?else?{
??????particles_first.forEach((item)?=>?{
????????item.position.setZ(zprogress)
??????})
????}
????if?(zprogress_second?>=?zAxisNumber?+?depth?/?2)?{
??????zprogress_second?=?particles_init_position
????}?else?{
??????particles_second.forEach((item)?=>?{
????????item.position.setZ(zprogress_second)
??????})
????}

????for?(let?i?=?0;?i???????const?color?=?parameters[i][0]

??????const?h?=?((360?*?(color[0]?+?time))?%?360)?/?360
??????materials[i].color.setHSL(color[0],?color[1],?parseFloat(h.toFixed(2)))
????}
}
復(fù)制代碼

星星的運動效果，實際就是沿著z軸從遠(yuǎn)處不斷朝著相機(jī)位置移動，直到移出相機(jī)的位置時回到起點，不斷重復(fù)這個操作。我們使用上帝視角，從x軸的左側(cè)看去。

創(chuàng)建云以及運動軌跡

//?創(chuàng)建曲線路徑
const?route?=?[
????new?THREE.Vector3(-width?/?10,?0,?-depth?/?2),
????new?THREE.Vector3(-width?/?4,?height?/?8,?0),
????new?THREE.Vector3(-width?/?4,?0,?zAxisNumber)
]
const?curve?=?new?THREE.CatmullRomCurve3(route,?false)
const?tubeGeometry?=?new?THREE.TubeGeometry(curve,?100,?2,?50,?false)
const?tubeMaterial?=?new?THREE.MeshBasicMaterial({
??opacity:?0,
??transparent:?true
})
const?tube?=?new?THREE.Mesh(tubeGeometry,?tubeMaterial)
//?把創(chuàng)建好的路徑加入場景中
scene.add(tube)
//?創(chuàng)建平面幾何
const?clondGeometry?=?new?THREE.PlaneGeometry(500,?200)
const?textureLoader?=?new?THREE.TextureLoader()
const?cloudTexture?=?textureLoader.load('cloud.png')
const?clondMaterial?=?new?THREE.MeshBasicMaterial({
??map:?cloudTexture,
??blending:?THREE.AdditiveBlending,
??depthTest:?false,
??transparent:?true
})
const?cloud?=?new?THREE.Mesh(clondGeometry,?clondMaterial)
//?將云加入場景中
scene.add(cloud)
復(fù)制代碼

現(xiàn)在有了云和曲線路徑，我們需要將二者結(jié)合，讓云按著路徑進(jìn)行運動

使云運動

let?cloudProgress?=?0
let?scaleSpeed?=?0.0006
let?maxScale?=?1
let?startScale?=?0
//?初始化云的運動函數(shù)
const?cloudMove?=?()?=>?{
??if?(startScale?????startScale?+=?scaleSpeed
????cloud.scale.setScalar(startScale)
??}
??if?(cloudProgress?>?1)?{
????cloudProgress?=?0
????startScale?=?0
??}?else?{
????cloudProgress?+=?speed
????if?(cloudParameter.curve)?{
??????const?point?=?curve.getPoint(cloudProgress)
??????if?(point?&&?point.x)?{
????????cloud.position.set(point.x,?point.y,?point.z)
??????}
????}
??}

}
復(fù)制代碼

完成three.js有關(guān)效果

最后，把cloudMove函數(shù)放入loopAnimate函數(shù)中即可實現(xiàn)云的運動。至此，該登錄頁所有與three.js有關(guān)的部分都介紹完了。剩下的月球地面、登錄框、宇航員都是通過定位和層級設(shè)置以及css3動畫實現(xiàn)的，這里就不進(jìn)行深入的討論了。

上面的每個部分的代碼在連貫性并不完整，并且同登錄頁的完整代碼也有些許出入。上面更多是為了介紹每個部分的實現(xiàn)方式。完整代碼，我放在github上了，每行注釋幾乎都打上了，希望能給你入坑three.js帶來一些幫助，地址：https://github.com/Yanzengyong/threejs-login-view

結(jié)語

之前用react+three.js寫過一個3D可視化的知識圖譜，如果這篇對大家有幫助并且反響好的話，后續(xù)我會寫一篇如何使用three.js創(chuàng)建一個3D知識圖譜。

最后，我認(rèn)為3D可視化的精髓其實在于設(shè)計，有好的素材、好的建模，能讓你的頁面效果瞬間提升N倍

three.js官網(wǎng)^[3]

關(guān)于本文

來源：KDDA_

https://juejin.cn/post/7020571868314730532

最后

歡迎關(guān)注【前端瓶子君】??ヽ(°▽°)ノ?

回復(fù)「算法」，加入前端編程源碼算法群，每日一道面試題（工作日），第二天瓶子君都會很認(rèn)真的解答喲！

回復(fù)「交流」，吹吹水、聊聊技術(shù)、吐吐槽！

回復(fù)「閱讀」，每日刷刷高質(zhì)量好文！

如果這篇文章對你有幫助，「在看」是最大的支持

?》》面試官也在看的算法資料《《

“在看和轉(zhuǎn)發(fā)”就是最大的支持

教你用 three.js 寫一個炫酷的3D登陸頁面

前言：