three.js 如何制作魔方

因为之前的几节讲了一些数学方法，例如Vector3、Matrix4、Euler还有Quaternion的知识。所以这篇郭先生就来说说用three.js怎么制作一个魔方。

制作魔方主要运用坐标变换的知识，制作魔方的方法有很多，建议你先在大脑中构思，然后试着做一做，下面我将一种比较简单的方法。

1. 制作出魔方各个方块的位置坐标（27个）的数组，然后制作出魔方各个面的材质（6个）
2. 根据坐标和材质制作魔方的方块，并添加到一个组group
3. 制作一个标志被选面的几何体（我是用球体），然后隐藏
4. 使用THREE.Raycaster，给模型绑定事件，并记录选定的一些数据，将标志显示并放到合适的位置
5. 点击模拟方向键盘，根据之前记录的数据，转动魔方（重点）

以上是主要的步骤，但是对于新同学，需要注意的仍然很多，下面上主要代码，按照方法说

1. 定义的变量

posArr = [
  [100,100,100],[100,100,0],[100,100,-100],[100,0,100],[100,0,0],[100,0,-100],[100,-100,100],[100,-100,0],[100,-100,-100],
  [0,100,100],[0,100,0],[0,100,-100],[0,0,100],[0,0,0],[0,0,-100],[0,-100,100],[0,-100,0],[0,-100,-100],
  [-100,100,100],[-100,100,0],[-100,100,-100],[-100,0,100],[-100,0,0],[-100,0,-100],[-100,-100,100],[-100,-100,0],[-100,-100,-100]
],//方块位置坐标
materials,//材质数组
mouse = new THREE.Vector2(),//通过鼠标点击的位置计算出raycaster所需要的点的位置，以屏幕中心为原点，值的范围为-1到1.
raycaster,//射线对象
group,//存放魔方方块的数组
groupTemp,//魔方转动时临时数组
object3d,//魔方被选择面的标志物对象
currentPos,//魔方被点击小块的位置
currentNor,//魔方被点击小块面的法向量
currentUp,//魔方被点击时，相机up的向量

2. 定义材质数组

initMaterial() {
  var map_red = new THREE.TextureLoader().load('/static/images/color/m_red.jpg', () => this.loadover --);
  var map_orange = new THREE.TextureLoader().load('/static/images/color/m_orange.jpg', () => this.loadover --);
  var map_yellow = new THREE.TextureLoader().load('/static/images/color/m_yellow.jpg', () => this.loadover --);
  var map_blue = new THREE.TextureLoader().load('/static/images/color/m_blue.jpg', () => this.loadover --);
  var map_green = new THREE.TextureLoader().load('/static/images/color/m_green.jpg', () => this.loadover --);
  var map_white = new THREE.TextureLoader().load('/static/images/color/m_white.jpg', () => this.loadover --);
  var map_sprite = new THREE.TextureLoader().load('/static/images/base/direction.png', () => this.loadover --);

  let mater_red = new THREE.MeshBasicMaterial({map: map_red, side: THREE.DoubleSide});
  let mater_orange = new THREE.MeshBasicMaterial({map: map_orange, side: THREE.DoubleSide});
  let mater_yellow = new THREE.MeshBasicMaterial({map: map_yellow, side: THREE.DoubleSide});
  let mater_white = new THREE.MeshBasicMaterial({map: map_white, side: THREE.DoubleSide});
  let mater_blue = new THREE.MeshBasicMaterial({map: map_blue, side: THREE.DoubleSide});
  let mater_green = new THREE.MeshBasicMaterial({map: map_green, side: THREE.DoubleSide});

  materials = [mater_red, mater_orange, mater_yellow,mater_white, mater_blue, mater_green];
}

3. 绘制小方块并绘制标志物（先隐藏）

initsquare() {
  var sphereGeom = new THREE.SphereGeometry(10, 30, 20);
  var sphereMate = new THREE.MeshPhongMaterial({color: 0x333333});
  object3d = new THREE.Mesh(sphereGeom, sphereMate);
  object3d.name = 'object3d';
  object3d.visible = false;
  scene.add(object3d);

  group = new THREE.Group();
  group.name = 'group';

  var geometry = new THREE.BoxGeometry(100, 100, 100);
  var mesh = new THREE.Mesh(geometry, materials);
  posArr.forEach((d,i) => {
    let meshCopy = mesh.clone();
    meshCopy.position.set(d[0], d[1], d[2])
    meshCopy.name = 'box-' + i;
    group.add(meshCopy);
  })

  scene.add(group);

  this.render();
  document.getElementById("loading").style.display = "none";
}

4. 监听模型的点击事件

initEventListener() {
  raycaster = new THREE.Raycaster();
  document.addEventListener('mousemove', function (event) {
    event.preventDefault();
    mouse.x = (event.clientX / window.innerWidth) * 2 - 1;
    mouse.y = - (event.clientY / window.innerHeight) * 2 + 1;
  }, false)
  document.addEventListener('mousedown', () => {
    if (scene.children && scene.getObjectByName('group')) {
      raycaster.setFromCamera(mouse, camera);
      let intersects = raycaster.intersectObjects(scene.getObjectByName('group').children);
      if (intersects[0] && intersects[0].object.name != 'object3d') {
        let index = intersects[0].faceIndex;
        let point = intersects[0].point;
        currentUp = this.computedUp(camera);
        currentNor = this.computedNor(point)
        currentPos = intersects[0].object.position;
        let pos = this.computedPos(point);
        object3d.position.copy(pos);
        object3d.visible = true;
      }
    }
  })
}

5. 监听方向软键盘的点击，根据点击键的不同，生成旋转轴

handleRotate(num) {
  if(!rotateFlag || !currentPos) return ;
  rotateFlag = false;
  groupTemp = new THREE.Group();
  groupTemp.name = 'group-temp';
  let axis;
  let tempMeshArr = [];
  switch (num) {
    case 1:
      axis = currentNor.clone().cross(currentUp);
      break;
    case 2:
      axis = currentNor.clone().cross(currentUp).negate();
      break;
    case 3:
      axis = currentUp.clone().negate();
      break;
    case 4:
      axis = currentUp;
      break;
  }
  let plane = new THREE.Plane().setFromNormalAndCoplanarPoint(axis, currentPos);
  scene.getObjectByName('group').children.forEach(d => Math.abs(plane.distanceToPoint(d.position)) < 1 && tempMeshArr.push(d))
  tempMeshArr.forEach(d => {
    group.remove(d);
    groupTemp.add(d);
  })
  // object3d.visible = false;
  scene.remove(scene.getObjectByName('group-temp'));
  scene.add(groupTemp);
  this.handleTween(axis);
}

6. 加一点tween的补间动画，效果更好哦

handleTween(axis) {
  let start = {angle: 0, axis};
  let end = {angle: Math.PI/2, axis};
  tween = new TWEEN.Tween(start).to(end, 500);
  tween.easing(TWEEN.Easing.Linear.None);
  tween.onUpdate(function () {
    let quaternion = new THREE.Quaternion().setFromAxisAngle(axis, this._object.angle);
    groupTemp.rotation.setFromQuaternion(quaternion);
  });
  tween.onComplete(() => {
    let matrix = this.standerMatrix(groupTemp.matrix);
    groupTemp.children.forEach(d => {
      let mesh = d.clone();
      mesh.applyMatrix4(matrix)
      mesh.position.copy(this.standarPos(mesh.position))
      group.add(mesh);
    })
    scene.remove(groupTemp)
    rotateFlag = true;
  })
  tween.start();
}

郭先生制作魔方的主要思路就是先做出27个方块添加到组A，6个面分别添加不同颜色的贴图（自己p的哦），然后使用raycaster选择点击的面，并确定当时的up方向和法向量方向以备后用，点击上下左右并结合u方向和法向量方向计算出旋转矩阵，根据已有条件计算出是那一排方块改变，并将这9个块添加到组B中，从组A中删除这9个，根据旋转矩阵旋转组B，并且在旋转完之后将组B中的方块添加到组A中，旋转完毕（这里比较难的就是根据上下左右判断旋转轴向量）。

以上就是一种制作魔方的方法，综合了很多矩阵向量四元数欧拉角和平面的知识，希望对新来的同游有些帮助

到此这篇关于three.js 如何制作魔方的文章就介绍到这了,更多相关three.js 制作魔方内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！