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一、webgl与three.js

我们知道canvas、svg等是2D绘图的，那么如果想要使用js进行3D绘图，可以吗？ 答案是肯定的！实际上主流的3D开发使用的是c++，但是随着技术的发展，JavaScript目前已经是无孔不入了，包括web（vue/react）、移动端（RN/weex）、客户端（electron/nw）、后端（nw）、人工智能（tensorflow.js），而three.js就是使用JavaScript进行3d绘图的框架了，而three.js是对webgl进行封装的，所以，实际上webgl是3D绘图的基础，但我们使用three.js开发会更加高效。遗憾的是，目前仅有部分主流浏览器支持webgl，但还是值得我们探索和在合适的场景下使用的。而three.js也是非常容易从字面理解的，three就是3d，js就是JavaScript，所以three.js就是使用JavaScript进行3d开发。

在github上可以找到three.js，可以看到，three.js目前star数已经达到了4万之多，足以说明其流行程度。 下面是three.js的github目录：

可以看到，three.js更新非常频繁，这里主要介绍一下各个目录。 build目录是生成的我们直接引用的three.js和three.min.js文件；docs目录中罗列了three.js相关文档；editor目录是一些简单编辑程序；example目录是three.js实现的一些例子； src目录是该项目的源代码；test目录是项目的测试代码；utils目录存放一些脚本。

二、如何使用

使用非常简单，首先我们进入build目录中的three.min.js，然后点击raw按钮，就可以得到一个url（https://raw.githubusercontent.com/mrdoob/three.js/dev/build/three.min.js），最后我们在html文件中引入这个js文件即可，注意：github链接较慢，我们可以复制js代码到本地，然后引入，如下所示： 

<!DOCTYPE html>

<html lang="en">

<head>

    <meta charset="UTF-8">

    <title>three.js</title>

    <script src="./three.js"></script>

</head>

<body>

</body>

</html>

接着，我们在chrome浏览器中打开F12，在console控制台中输入THREE，然后回车，可以得到下面的结果：

即THREE是three.js暴露出来的一个对象，其中有很多属性和方法可以调用。

三、核心概念

在three.js中， 核心的便是场景（scene）、相机（camera）、渲染器（renderer） ，有了这三者，才能 使用相机将场景渲染到网页上 去。

（1）场景

描述3D使用的就是场景，使用THREE.Scene()构造，注意，THREE是对象，而Scene是构造函数，所以首字母都是大写的。

（2）相机

相机就像我们的眼睛，从不同的角度看，那么看到的场景也就不一样。另外，场景是一样的，而相机有多种拍照方式，所以，需要我们根据需要调整。而最常用的就是透视相机，即THREE.PerspectiveCamera()，同样的，THREE是对象，PerspectiveCamera是构造函数，首字母大写，且是驼峰式命名方法。

（3）渲染器

即在网页上显示什么元素，都是需要渲染出来的，使用THREE.WebGLRenderer，且在使用过程中，需要使用domElement挂载到页面上，后面的例子会讲解。

而对于这三者，我们可以认为 场景是一个容器，可以将一些物体如cube放在这个容器中；而相机的作用就是对这个选择合适的角度容器拍摄得到一张照片；渲染器的作用是把相机拍到的照片放到浏览器中显示，如下所示：

四、实例 
<!DOCTYPE html>

<html lang="en">

<head>

    <meta charset="UTF-8">

    <title>three.js</title>

    <style>

        * {

            margin: ;

            padding: ;

        }

    </style>

    <script src="./three.js"></script>

</head>

<body>

    <script>

        var scene = new THREE.Scene();

        var axes = new THREE.AxesHelper();

        scene.add(axes);

        var camera = new THREE.PerspectiveCamera(, window.innerWidth/window.innerHeight, , );

        camera.position.x = ;

        camera.position.y = ;

        camera.position.z = ;

        camera.lookAt(scene.position);

        var renderer = new THREE.WebGLRenderer();

        renderer.setClearColor(0x111111);

        renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);

        var geometry = new THREE.CubeGeometry(, , );

        var material = new THREE.MeshBasicMaterial({color: 0xff0000});

        var cube = new THREE.Mesh(geometry, material);

        cube.position.x = ;

        cube.position.y = ;

        cube.position.z = ;

        scene.add(cube);

        document.body.append(renderer.domElement);

        renderer.render(scene, camera);

    </script>

</body>

</html>
  • 创立一个 Scene （场景），这个场景是three.js所依赖的基础，是需要首先创立。
  • 有了场景 ，我们就可以创建一个 AxesHelper（ 坐标轴 ） ，然后 add 到场景中。
  • 接着创建一个 PerspectiveCamera （相机），并且指定相机的位置。
  • 有了场景、坐标轴、相机之后，就可以创建3D物体了，而3D物体的是由 Geometry（ 几何图形 ） 和 Material （材料）组成，然后添加物体到 指定的位置 ，最后 添加到场景中 。
  • 最后，我们需要将 DOM与3D结合 起来，然后进行 渲染 即可。

于是，我们可以看到，使用three.js还是很简单的，就是场景、坐标轴、相机、渲染引擎、事物、挂载。最后结果如下：

如上所示是静态的，如果需要时动态的，就需要用到 渲染循环 了，主要用到的函数是requestAnimationFrame，如下，仅仅替换了极少的代码： 

<!DOCTYPE html>

<html lang="en">

<head>

    <meta charset="UTF-8">

    <title>three.js</title>

    <style>

        * {

            margin: ;

            padding: ;

        }

    </style>

    <script src="./three.js"></script>

</head>

<body>

    <script>

        var scene = new THREE.Scene();

        var axes = new THREE.AxesHelper();

        scene.add(axes);

        var camera = new THREE.PerspectiveCamera(, window.innerWidth/window.innerHeight, , );

        camera.position.x = ;

        camera.position.y = ;

        camera.position.z = ;

        camera.lookAt(scene.position);

        var renderer = new THREE.WebGLRenderer();

        renderer.setClearColor(0x111111);

        renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);

        var geometry = new THREE.CubeGeometry(, , );

        var material = new THREE.MeshBasicMaterial({color: 0xff0000});

        var cube = new THREE.Mesh(geometry, material);

        cube.position.x = ;

        cube.position.y = ;

        cube.position.z = ;

        requestAnimationFrame(function () {

            cube.position.x++;

        });

        scene.add(cube);

        document.body.append(renderer.domElement);

        function render() {

            cube.rotation.x += 0.1;

            cube.rotation.y += 0.1;

            renderer.render(scene, camera);

            requestAnimationFrame(render);

        }

        render();

    </script>

</body>

</html>

如下所示，通过requestAnimationFrame在配合cude的rotation属性使用，就可以让这个cube旋转起来了。

另外，对于相机的设置，我们还可以设置up属性，即camera.up.x = 0; camera.up.y = 0; camera.up.z = 0;即camera的position属性可以确定相机位置，lookAt可以确定看的方向，但是相机拍摄是我们这样竖着拍摄还是横着拍摄呢，这就取决于你设置camera的上方了，使用camera.up属性来设置。

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