threejs概览

threejs术语和概念

threejs的API很长,有很多概念和术语,理解了这些概念和术语,才能更好的使用threejs。这些概念和术语都藏在API右侧的大纲中,下图简单整理了一下这些概念:

这些概念又分为四个大类(见上图,个人划分,未必准确),个人觉得,可以按这四个大类的顺序来了解threejs,下面对这个个大类进行简述。

threejs三大组件

这三大组件分别是相机(Camera)、渲染器(Renderer)和场景(Scene),这三个组件是创建3D图形的必备组件。其中:

  • 场景用来容纳图形元素。场景相当于宇宙,而图形元素就是星星,图形元素只有添加到场景中,其坐标、大小等才有意义。
  • 相机的作用是定义可视域,即确定哪些图形元素是可见的。
  • 渲染器则负责用如何渲染出图像,是使用WegGL还是Canvas。

关于渲染器和相机,可以看【相机和渲染器】一文。

threejs基本图形元素

所谓基本图形元素,就是threejs中的图形显示,基本与这些对象相关。那么,理解了这些对象,就能知道如何在threejs中表示图形。threejs的基本图形元素都定义在Objects下,如下图:

可以打开【threejs参考文档】,查看一下。

这些类又可以分成下面4个小类别:

点、线、面

首先,所有图形都是由点、线或面构成,所以有:

  • Points:点或点云,可以用点或点云表示图形
  • Line/LineSegments:直线和虚线,可以用线或线团表示图形
  • Mesh:网格模型,可以用若干三角面表示图形

点、线、面都可以聚集到一起组成一个立体图形,也可以单独一个,作为一个2D图形,可以看【点云表示图形】【线团表示图形】【网格模型表示图形】这几个例子来直观了解。

精灵

Sprite在threejs中定义为“一个永远面向相机的平面,通常用来加载纹理”,其最重要的特点是永远面向相机,这在某些时候很有用。要想一睹精灵的风采,可以打开【精灵】,注意一下,所有图形都是面向相机的。

骨骼

骨骼相当于图形的控制单元,控制骨骼运动,就能带动骨骼上附着的图形的运动。如果你不理解什么是骨骼,可以看看腾讯开发的一个骨骼游戏框架【AlloyStick】,按JJKL,看看火柴人的运动。threejs的骨骼例子则看【这里】。

在threejs中,与骨骼相关的类有:

  • Bone:骨骼
  • Skeleton:骨架,由多根骨骼组成
  • SkinnedMesh:皮肤,附着在骨骼上的图形

其它类

  • lensFlare:光晕
  • LOD:细节级别,这个挺重要的。当模型很大时,可以使用LOD技术,基于模型到相机的距离简化模型,以此来提高性能。简单的说就是,离得近的模型,顶点多一些,离得远的模型,顶点少一些。可以看【LOD】例子
  • Group:组,可以将多个对象打包成一个组,便可统一操作(移动、旋转等等)。

其实,在Threejs中能看到的东西就是这些了,然后这些东西的组成也有很大的变化,从而演化成一个变化多端的系统。

几何形状和材质

threejs使用Geometry定义物体的几何形状,其实Geometry的核心就是点集,之所以有这么多的Geometry,是为了更方便的创建各种形状的点集。

threejs通过Material定义物体的材质。下面是创建一个图形的过程的例子:

  • //1、定义形状
  • let geometry = new THREE.BoxGeometry(10,10,10);
  • //2、定义材质
  • let meshMaterial = new THREE.MeshBasicMaterial({color:0xff0000});
  • let lineMaterial = new THREE.LineBasicMaterial({color:0x934894});
  • let pointMaterial = new THREE.PointMaterial({color:0x738938});

  • //3、创建图形
  • let mesh = new THREE.Mesh(geometry,meshMaterial); //创建一个用网格模型表示的形状
  • let line = new THREE.Line(geometry,lineMaterial); //创建一个用线团表示的形状
  • let point = new THREE.Points(geometry,pointMateril); //创建一个用点云表示的形状

看了上面的例子,你应该明白,图形的几何形状(Geometry)是与表示方法无关的,你可以使用点、线或面来表示一个几何形状。

几何形状(Geometry)

Geometry其实就是点的集合,Geometrys分类下放的各种几何形状都是各种图形表示方法通用的:

这些类提供便捷方法来创建代表各种形状的顶点的集合。

材质(Material)

材质与图形表示方法是相关的,用点表示使用PointsMaterial,用线表示使用LineXXXMaterial,用面表示使用MeshXXXMaterial,用精灵表示使用SpriteMaterial等等。

这样划分是因为不同的表示方式所要求的材质有很大不同。比如用线来表示,由于线没有光照模型,所以,LineXXXMaterial也没有关照类的属性。只有面表示的模型才有光照模型。光照模型有lambert模型和phong模型,对这两种光线模型,我们只需要知道,Lambert模型一般用来表示只有漫反射的物体,如塑料,而phong模型用来表示有镜面反射的物体,如镜子。

纹理

纹理是用来表现图形的一些微小细节的。理论上讲,一个图形所有的细节都可以用点线面表示出来,但是这么做需要巨量的点线面,计算速度十分的慢,所以,在细节上,可以使用纹理。

在threejs中使用Texture来表示纹理,纹理可以从图片中加载,也可以从canvas中加载,所以,纹理能表示的图像很丰富。

要了解纹理,可以看【雪花】的例子

动画和声音

动画和声音暂时了解不多,后面再讲

框架原理

这部分包括常量,框架核心类,数学库和帮助类,后面再讲

threejs程序的对象图示

Three.JS Walking Map】总结得很好,如图: