vue3中如何用threejs画一些简单的几何体

目录

• 前言
• threejs简述
• 依赖包版本
• vue3操作DOM
• 创建场景,相机,渲染器本节及后续都在initThree方法中写
• 立方体
• 球体
• 圆柱体
• 坐标系
• 点光源
• 鼠标操作旋转,缩放
• 球体,立方体自动旋转
• initThree完整代码
• 总结

前言

在vue3中使用threejs画了几个最简单的几何体,自动旋转的立方体,圆柱体,球体,并且加入了光照,几何体影阴部分即光没照到的地方,成果如下,感兴趣的可以看看具体实现过程~

threejs简述

• Three.js是基于原生WebGL封装运行的三维引擎
• 程序结构->场景——相机——渲染器

• 场景Scene

  场景是一个容器，用来放置几何体

• 相机Camera

  相机是用来拍摄的工具，通过控制相机的位置和方向可以获取不同角度的图像。

• 渲染器Renderer

  渲染器利用场景和相机进行渲染，渲染过程好比摄影师拍摄图像，如果只渲染一次就是静态的图像，如果连续渲染就能得到动态的画面。在JS中可以使用requestAnimationFrame实现高效的连续渲染。

[注] 涉及到几何体,材质等具体API没有做很具体的说明,需要可自行查阅CylinderGeometry – three.js中文文档 (webgl3d.cn)

依赖包版本

"vite": "^2.8.0",
"three": "^0.138.0",
"vue": "^3.2.25"

vue3操作DOM

-threejs底层是对webgl的封装,最终是利用canvas做图形渲染,所以第一步是做操作dom的工作

• 如下,在steup函数中使用ref定义一个响应式常量dom后暴露给template使用,把ref挂载到具体的元素上
• 在initThree中做具体绘制的工作

<template>
  <div>
    demo
  </div>
  <div class="demo-main" ref="dom"></div>
</template>
 <script lang="ts">
  import { defineComponent, onMounted, ref } from "vue";
  import * as THREE from "three";
  import { OrbitControls } from "three/examples/jsm/controls/OrbitControls";
  export default defineComponent({
    setup() {
      const dom = ref<HTMLElement | null>(null);

      onMounted(() => {
        initThree(dom.value);
      });

      function initThree(instance: HTMLElement | null) {
           //dosomething
      }

      return { dom };
    },
  });
</script>
<style scoped>
  .demo-main {
    height:500px;
    padding: 9px 14px;
    margin-bottom: 14px;
    background-color: #f7f7f9;
    border: 1px solid #e1e1e8;
    border-radius: 4px;
  }
</style>

创建场景,相机,渲染器 本节及后续都在initThree方法中写

• 如下我们创建了threejs最基础的一些东西

        var hetght = instance.clientHeight - 25;
        var width = instance.clientWidth - 25;

        // 创建场景对象Scene
        var scene = new THREE.Scene();

        // 创建相机对象
        var camera = new THREE.PerspectiveCamera(75, 1, 0.1, 1000);

        // 创建渲染器对象
        var renderer = new THREE.WebGLRenderer();
        renderer.setSize(width, hetght);

        instance.append(renderer.domElement);
        renderer.render(scene, camera);
        camera.position.z = 5;
        renderer.setClearColor(0xeeeeee, 1.0);

立方体

       // 立方体网格模型
        var cubeGeometry = new THREE.BoxGeometry(1, 1, 1);
        //材质对象Material
        //材质决定了几何图形中的表面是如何画的。如果几何图形是骨架，定义了形状，那么材质就是皮肤。three.js 中有许多不同种类的材质，他们拥有不同的属性，像反光，纹理映射，调整透明度。
        var cubeMaterial = new THREE.MeshLambertMaterial({
          color: 0xff0000,
          opacity: 0.7,
          transparent: true,
        });
        var cube = new THREE.Mesh(cubeGeometry, cubeMaterial);
        scene.add(cube);

球体

        // 球体网格模型
        var sphereGeometry = new THREE.SphereGeometry(1, 20, 20);
        var sphereMaterial = new THREE.MeshLambertMaterial({
          color: 0xff00ff,
          specular: 0x4488ee,
          shininess: 12,
        });
        var sphere = new THREE.Mesh(sphereGeometry, sphereMaterial); //网格模型对象Mesh
        sphere.translateY(120); //球体网格模型沿Y轴正方向平移120
        sphere.position.set(0, 0, 5);
        scene.add(sphere);

圆柱体

       // 圆柱网格模型
        var cylinderGeometry = new THREE.CylinderGeometry(1, 1, 5, 32);
        var cylinderMaterial = new THREE.MeshLambertMaterial({
          color: 0xffff00,
        });

        var cylinder = new THREE.Mesh(cylinderGeometry, cylinderMaterial); //网格模型对象Mesh
        cylinder.position.set(10, 0, 0); //设置cylinder模型对象的xyz坐标为10,0,0
        scene.add(cylinder); 

坐标系

       // 辅助坐标系  参数400表示坐标系大小，可以根据场景大小去设置
        var axisHelper = new THREE.AxisHelper(20);
        scene.add(axisHelper);

点光源

        //点光源
        var point = new THREE.PointLight(0xffffff);
        point.position.set(0, 0, 0);
        scene.add(point); //点光源添加到场景中

        // 点光源2  位置和point关于原点对称
        var point2 = new THREE.PointLight(0xffffff);
        point2.position.set(-400, -200, -300); //点光源位置
        scene.add(point2); //点光源添加到场景中

鼠标操作旋转,缩放

         //鼠标操作旋转、缩放,OrbitControls需要单独引入
        new OrbitControls(camera, renderer.domElement);

球体,立方体自动旋转

         var animate = function () {
          requestAnimationFrame(animate);

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

          sphere.rotation.x += 0.01;
          sphere.rotation.y += 0.01;
          renderer.render(scene, camera);
        };

        animate();

initThree完整代码

function initThree(instance: HTMLElement | null) {
        var hetght = instance.clientHeight - 25;
        var width = instance.clientWidth - 25;

        // 创建场景对象Scene
        var scene = new THREE.Scene();

        // 创建相机对象
        var camera = new THREE.PerspectiveCamera(75, 1, 0.1, 1000);

        // 创建渲染器对象
        var renderer = new THREE.WebGLRenderer();
        renderer.setSize(width, hetght);

        instance.append(renderer.domElement);
        renderer.render(scene, camera);
        camera.position.z = 5;
        renderer.setClearColor(0xeeeeee, 1.0);

        // 立方体网格模型
        var cubeGeometry = new THREE.BoxGeometry(1, 1, 1);
        //材质对象Material
        var cubeMaterial = new THREE.MeshLambertMaterial({
          color: 0xff0000,
          opacity: 0.7,
          transparent: true,
        });
        var cube = new THREE.Mesh(cubeGeometry, cubeMaterial);
        scene.add(cube);

        // 球体网格模型
        var sphereGeometry = new THREE.SphereGeometry(1, 20, 20);
        var sphereMaterial = new THREE.MeshLambertMaterial({
          color: 0xff00ff,
          specular: 0x4488ee,
          shininess: 12,
        });
        var sphere = new THREE.Mesh(sphereGeometry, sphereMaterial); //网格模型对象Mesh
        sphere.translateY(120); //球体网格模型沿Y轴正方向平移120
        sphere.position.set(0, 0, 5);
        scene.add(sphere);

        // 圆柱网格模型
        var cylinderGeometry = new THREE.CylinderGeometry(1, 1, 5, 32);
        var cylinderMaterial = new THREE.MeshLambertMaterial({
          color: 0xffff00,
        });

        var cylinder = new THREE.Mesh(cylinderGeometry, cylinderMaterial); //网格模型对象Mesh
        cylinder.position.set(10, 0, 0); //设置cylinder模型对象的xyz坐标为10,0,0
        scene.add(cylinder); 

        // 辅助坐标系  参数400表示坐标系大小，可以根据场景大小去设置
        var axisHelper = new THREE.AxisHelper(20);
        scene.add(axisHelper);

        //点光源
        var point = new THREE.PointLight(0xffffff);
        point.position.set(0, 0, 0);
        scene.add(point); //点光源添加到场景中

        // 点光源2  位置和point关于原点对称
        var point2 = new THREE.PointLight(0xffffff);
        point2.position.set(-400, -200, -300); //点光源位置
        scene.add(point2); //点光源添加到场景中

        //鼠标操作旋转、缩放
        new OrbitControls(camera, renderer.domElement);
        var animate = function () {
          requestAnimationFrame(animate);

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

          sphere.rotation.x += 0.01;
          sphere.rotation.y += 0.01;
          renderer.render(scene, camera);
        };

        animate();
      }

总结

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