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:
//创建场景
varscene= newTHREE.Scene();/**
* 相机设置*/
varwidth=window.innerWidth-16;//窗口宽度
varheight=window.innerHeight-20;//窗口高度
vark=width/height;//窗口宽高比
vars=200;varcamera= newTHREE.OrthographicCamera(-s*k, s*k, s,-s,1,1000);//创建相机对象
varcamera= newTHREE.PerspectiveCamera(75, k,1,1000);
camera.position.set(100,200,100);//设置相机位置
/**
* 创建渲染器对象*/
varrenderer= newTHREE.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
varpoint= newTHREE.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
vargeometry= newTHREE.BufferGeometry();//类型数组创建顶点位置position数据
varvertices= newFloat32Array([//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
varattribue= newTHREE.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
varnormals= newFloat32Array([//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= newTHREE.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
varmaterial= newTHREE.MeshLambertMaterial({
color:0x0000ff,//三角面颜色
side: THREE.DoubleSide//两面可见
});//材质对象
varmesh= newTHREE.Mesh(geometry, material);//网格模型对象Mesh
scene.add(mesh);//点渲染模式
varmaterial= newTHREE.PointsMaterial({
color:0xff0000,
size:5.0 //点对象像素尺寸
});//材质对象
varpoints= newTHREE.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
varaxisHelper= newTHREE.AxisHelper(250);
scene.add(axisHelper);//添加帧渲染
functionrender() {
renderer.render(scene, camera);//执行渲染操作
requestAnimationFrame(render);//请求再次执行渲染函数render
}
render();varcontrols= newTHREE.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);
})
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 = newTHREE.BufferGeometry();//类型数组创建顶点位置position数据
var vertices = newFloat32Array([//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 = newFloat32Array([//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 = newUint16Array([//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 = newTHREE.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