three.js 06-01 之 ConvexGeometry 高级几何体

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选择匿名的用户   2021-6-2 20:34   1645   0

目前为止,three.js 库中提供的所有的基本几何体部分都已经介绍完了。今天开始我们要介绍 three.js 中提供的一些相对高级且特别的几何体对象,譬如 ConvexGeometry(凸面体)、LathGeometry(扫描体)、TubeGeometry(管状体)、ExtrudeGeometry(拉伸体)、TextGeometry(三维文字)及 ParametricGeometry(等式体)等。

首先,我们来介绍一下 ConvexGeometry 凸面体。通过 ConvexGeometry 我们可以在一组给定点的外围建立一个凸包。所谓凸包,是指包围这组点的最小图形。下面我给出一个具体示例,代码如下所示:

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>示例 06.01 - ConvexGeometry</title>
 <script src="../build/three.js"></script>
 <script src="../build/js/controls/OrbitControls.js"></script>
 <script src="../build/js/libs/stats.min.js"></script>
 <script src="../build/js/libs/dat.gui.min.js"></script>
 <script src="../build/js/QuickHull.js"></script>
 <script src="../build/js/geometries/ConvexGeometry.js"></script>
 <script src="../jquery/jquery-3.2.1.min.js"></script>
    <style>
        body {
            /* 设置 margin 为 0,并且 overflow 为 hidden,来完成页面样式 */
            margin: 0;
            overflow: hidden;
        }
  /* 统计对象的样式 */
  #Stats-output {
   position: absolute;
   left: 0px;
   top: 0px;
  }
    </style>
</head>
<body>

<!-- 用于 WebGL 输出的 Div -->
<div id="webgl-output"></div>
<!-- 用于统计 FPS 输出的 Div -->
<div id="stats-output"></div>

<!-- 运行 Three.js 示例的 Javascript 代码 -->
<script type="text/javascript">

 var scene;
 var camera;
 var render;
 var webglRender;
 //var canvasRender;
 var controls;
 var stats;
 var guiParams;
 
 var ground;
 var convex;
 var spGroup;
 
 var meshMaterial;
 
 var ambientLight;
 var spotLight;
 var axesHelper;
 //var cameraHelper;

    $(function() {
  stats = initStats();
  scene = new THREE.Scene();
  
  webglRender = new THREE.WebGLRenderer( {antialias: true, alpha: true} ); // antialias 抗锯齿
  webglRender.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
  webglRender.setClearColor(0xeeeeee, 1.0);
  webglRender.shadowMap.enabled = true; // 允许阴影投射
  render = webglRender;
  
  camera = new THREE.PerspectiveCamera(45, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.01, 1000); // 2147483647
  camera.position.set(-45.5, 68.2, 90.9);
  
  var target = new THREE.Vector3(10, 0 , 0);
  controls = new THREE.OrbitControls(camera, render.domElement);
  controls.target = target;
  camera.lookAt(target);
  
  $('#webgl-output')[0].appendChild(render.domElement);
  window.addEventListener('resize', onWindowResize, false);
  
  // 加入一个坐标轴:X(橙色)、Y(绿色)、Z(蓝色)
  axesHelper = new THREE.AxesHelper(60);
  scene.add(axesHelper);
  
  ambientLight = new THREE.AmbientLight(0x0c0c0c);
  scene.add(ambientLight);
  
  spotLight = new THREE.SpotLight(0xffffff);
        spotLight.position.set(0, 60, 30);
  spotLight.shadow.mapSize.width = 5120; // 必须是 2的幂,默认值为 512
  spotLight.shadow.mapSize.height = 5120; // 必须是 2的幂,默认值为 512
        spotLight.castShadow = true;
        scene.add(spotLight);
  //cameraHelper = new THREE.CameraHelper(spotLight.shadow.camera);
  //scene.add(cameraHelper);
  
  // 加入一个地面
  var groundGeometry = new THREE.PlaneGeometry(100, 100, 4, 4);
  var groundMaterial = new THREE.MeshLambertMaterial({color: 0x777777}); // MeshBasicMaterial 材质不能接收阴影
  ground = new THREE.Mesh(groundGeometry, groundMaterial);
  ground.rotation.set(-0.5 * Math.PI, 0, 0); // 沿着 X轴旋转-90°
  ground.receiveShadow = true;
  scene.add(ground);
  
  // 材质
        meshMaterial = [
   new THREE.MeshBasicMaterial({color: 0x00ff00, transparent: true, opacity: 0.2, side: THREE.DoubleSide}),
   new THREE.MeshBasicMaterial({wireframe: true})
  ];
  
  /** 用来保存那些需要修改的变量 */
  guiParams = new function() {
   this.rotationSpeed = 0.02;
   
   this.redraw = function(e) {updateMesh()};
  }
  /** 定义 dat.GUI 对象,并绑定 guiParams 的几个属性 */
  var gui = new dat.GUI();
  gui.add(guiParams, 'redraw');
  
  updateMesh();
  
  renderScene();
    });
 
 /** 渲染场景 */
 function renderScene() {
  stats.update();
  rotateMesh(); // 旋转物体
  
  requestAnimationFrame(renderScene);
  render.render(scene, camera);
 }
 
 /** 初始化 stats 统计对象 */
 function initStats() {
  stats = new Stats();
  stats.setMode(0); // 0 为监测 FPS;1 为监测渲染时间
  $('#stats-output').append(stats.domElement);
  return stats;
 }
 
 /** 当浏览器窗口大小变化时触发 */
 function onWindowResize() {
  camera.aspect = window.innerWidth / window.innerHeight;
  camera.updateProjectionMatrix();
  render.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
 }
 
 /** 旋转物体 */
 var step = 0;
 function rotateMesh() {
  step += guiParams.rotationSpeed;
  scene.traverse(function(mesh) {
   if (mesh === spGroup) {
    //mesh.rotation.x = step;
    mesh.rotation.y = step;
    //mesh.rotation.z = step;
   }
  });
 }
 
 function updateMesh() {
  scene.remove(spGroup);
  
  // 定义 convex
  var points = generatePoints();
  var convexGeometry = new THREE.ConvexGeometry(points);
  
  convex = new THREE.SceneUtils.createMultiMaterialObject(convexGeometry, meshMaterial);
  convex.children[1].castShadow = true; // convex.children[0] 的材质是 MeshNormalMaterial,不能投射阴影
  //convex.position.set(0, guiParams.radius * 2 + 3, 0);
  spGroup.add(convex);
  scene.add(spGroup);
 }
 
 /** 随机生成 20 个点 */
 function generatePoints() {
  var points = [];
  for (var i = 0; i < 20; i++) {
   var randomX = -15 + Math.round(Math.random() * 30);
   //var randomY = -15 + Math.round(Math.random() * 30);
   var randomY = Math.round(Math.random() * 30);
   var randomZ = -15 + Math.round(Math.random() * 30);
   points.push(new THREE.Vector3(randomX, randomY, randomZ));
  }
  
  spGroup = new THREE.Object3D();
  var material = new THREE.MeshBasicMaterial( {color: 0xff0000, transparent: false} );
  // 添加 20 个小球体
  points.forEach(function(point) {
   var spGeometry = new THREE.SphereGeometry(0.2);
   var spMesh = new THREE.Mesh(spGeometry, material);
   spMesh.position.set(point.x, point.y, point.z);
   spGroup.add(spMesh);
  });
  
  return points;
 }

</script>
</body>
</html>

在这个例子中,我们在 generatePoints() 函数中随机生成了一组长度为 20 的点(THREE.Vector3),然后利用这组点创建了一个 ConvexGeometry。我们可以通过右上角的 redraw(重新绘制)按钮来重新生成 20 个新点并构造新的凸包。另外,为了更好的观察,我们为每一个点添加了一个 SphereGeometry 小球体。为了更好的控制整个图形,我们把所有的小球体以及构造的凸包都添加到了一个叫 spGroup 的组中,这样我们就可以很容易的把它们当做一个整体来进行旋转了。

未完待续···

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