一步步帶你實(shí)現(xiàn)web全景看房——three.js
canvas畫(huà)2d相信大家都很熟悉了俱济，但3d世界更加炫酷奥邮。我們直接從three.js入手。下面我們從0開(kāi)始來(lái)摸索一下3d世界
1. 基本概念
在THREEjs中众羡，渲染一個(gè)3d世界的必要因素是場(chǎng)景（scene）勋颖、相機(jī)（camera）嗦嗡、渲染器（renderer）。渲染出一個(gè)3d世界后饭玲，可以往里面增加各種各樣的物體侥祭、光源等，形成一個(gè)3d世界：
場(chǎng)景:右手坐標(biāo)系,一切要素都在場(chǎng)景里面茄厘，相當(dāng)于“世界”矮冬，包括各種物質(zhì)和物理變化
// 創(chuàng)建場(chǎng)景constscene =newTHREE.Scene();復(fù)制代碼
照相機(jī):攝像機(jī)就相當(dāng)于人眼，有攝像機(jī)才可以看見(jiàn)場(chǎng)景里面的一切物體和光源次哈。常用的是正交攝像機(jī)和透視攝像機(jī)
正交攝像機(jī)是一個(gè)矩形可視區(qū)域胎署，物體只有在這個(gè)區(qū)域內(nèi)才是可見(jiàn)的物體無(wú)論距離攝像機(jī)是遠(yuǎn)或事近，物體都會(huì)被渲染成一個(gè)大小窑滞。一般應(yīng)用場(chǎng)景是2.5d游戲如跳一跳琼牧、機(jī)械模型
// 創(chuàng)建正交相機(jī)constcamera =newTHREE.OrthographicCamera(? ? -window.innerWidth /200,window.innerWidth /200,window.innerHeight/200,? ? -window.innerHeight/200,1,1000);復(fù)制代碼
我們可以看見(jiàn)上圖的效果，有一個(gè)正方體已經(jīng)走了很遠(yuǎn)但是大小不變哀卫。另外還可以看見(jiàn)角落有一個(gè)正方體已經(jīng)被截?cái)嗔艘徊糠志薹唬鞘且驗(yàn)檎粩z像機(jī)僅僅展示一個(gè)空間內(nèi)的場(chǎng)景，所以會(huì)有截?cái)嘈Ч?/p>
透視攝像機(jī)是最常用的攝像機(jī)類(lèi)型此改，模擬人眼的視覺(jué)趾撵，近大遠(yuǎn)小（透視）带斑。Fov表示的是視角鼓寺，F(xiàn)ov越大，表示眼睛睜得越大勋磕，離得越遠(yuǎn)妈候，看得更多。如果是需要模擬現(xiàn)實(shí)挂滓，基本都是用這個(gè)相機(jī)
// 創(chuàng)建透視相機(jī)constcamera =newTHREE.PerspectiveCamera(90,window.innerWidth /window.innerHeight,1,10000);復(fù)制代碼
近大遠(yuǎn)小的效果就出來(lái)了苦银，比較符合現(xiàn)實(shí)
渲染器
最后需要把所有的內(nèi)容渲染到頁(yè)面上，需要一個(gè)渲染器：
constrenderer =newTHREE.WebGLRenderer();? ? ? renderer.setSize(window.innerWidth,window.innerHeight);// canvas大小document.body.appendChild(renderer.domElement);復(fù)制代碼
2. 給畫(huà)面增加內(nèi)容
上面的確是把3d世界畫(huà)出來(lái)了赶站，只是沒(méi)有什么東西幔虏。在three.js中，我們需要增加光源和mesh
mesh
mesh即是網(wǎng)格贝椿。在計(jì)算機(jī)里想括，3D世界是由點(diǎn)組成的，無(wú)數(shù)的面拼接成各種形狀的物體烙博。這種模型叫做網(wǎng)格模型瑟蜈。一條線是兩個(gè)點(diǎn)組成烟逊，一個(gè)面是3個(gè)點(diǎn)組成，一個(gè)物體由多個(gè)3點(diǎn)組成的面組成：
而網(wǎng)格（mesh）又是由幾何體（geometry）和材質(zhì)（material）構(gòu)成的
geometry
我們所能想象到的幾何體铺根，框架都自帶了宪躯，我們只需要調(diào)用對(duì)應(yīng)的幾何體構(gòu)造函數(shù)即可創(chuàng)建。幾何體的創(chuàng)建方法都是new位迂，如BoxBuffer：
constgeometry =newTHREE.BoxBufferGeometry(1,1,1);復(fù)制代碼
創(chuàng)建的時(shí)候访雪，一般定義了渲染一個(gè) 3D 物體所需要的基本數(shù)據(jù)：Face 面、Vertex 頂點(diǎn)等信息掂林。THREE.xxxGeometry指的是框架自帶的幾何體臣缀，不同幾何體所需要的參數(shù)有所不同，大概是width党饮、height肝陪、radius、depth刑顺、segment氯窍、detail、angle等屬性
BufferGeometry和Geometry有什么不同?就實(shí)現(xiàn)的效果來(lái)說(shuō)它們都是一樣蹲堂，但是BufferGeometry的多了一些頂點(diǎn)屬性狼讨，且性能較好。對(duì)于開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)柒竞，Geometry對(duì)象屬性少體驗(yàn)更好政供。THREE解析幾何體對(duì)象的時(shí)候，如果是Geometry朽基，則會(huì)把對(duì)象轉(zhuǎn)換成ufferGeometry對(duì)象布隔，再進(jìn)行下一步渲染
material
一個(gè)物體很多的物理性質(zhì)，取決于其材料稼虎，材料也決定了幾何體的外表衅檀。材料的創(chuàng)建方法也是new，如Lambert材料：
constmaterial =newTHREE.MeshLambertMaterial();復(fù)制代碼
一個(gè)物體是否有鏡面感霎俩、亮暗哀军、顏色、透明打却、是否反光等性質(zhì)杉适，取決于使用什么材料。THREE.xxxMaterial指的是框架自帶的材料柳击，不同材料所需要的參數(shù)也是有所不同
有了geometry和material,就可以創(chuàng)建一個(gè)mesh并追加到場(chǎng)景中：
constmesh =newTHREE.Mesh(geometry, material);scene.add(mesh);復(fù)制代碼
光源
一個(gè)3d世界猿推，如果需要更加逼真，那就需要光源了捌肴。光也有很多種蹬叭，常見(jiàn)的有平行光（圖2）毯侦、點(diǎn)光源（圖3）、環(huán)境光（環(huán)境光充滿所有的幾何體表面）具垫、聚光燈（圖1）
其中，只有平行光试幽、點(diǎn)光源才能產(chǎn)生陰影筝蚕。而且有的材料是受光源影響，沒(méi)有光就是黑的铺坞。而一些材料是不受光影響的起宽。光源的創(chuàng)建，如直射光：
constlight =newTHREE.DirectionalLight(0xffffff,0.9)復(fù)制代碼
THREE.xxxLight指的是框架自帶的光源構(gòu)造函數(shù)济榨，一般實(shí)例化的時(shí)候需要的參數(shù)是color坯沪、intensity、distance等配置擒滑。另外腐晾，一個(gè)3d世界當(dāng)然不是一種光構(gòu)成，所以光可以疊加丐一，疊加的結(jié)果作用與物體上藻糖。
而且物體的影子也不是白送的，需要某些支持影子的光加上開(kāi)發(fā)者配置：
// 光產(chǎn)生影子light.castShadow =true;// 地面接受影子ground.receiveShadow =true;// 物體產(chǎn)生影子mesh.castShadow =true;復(fù)制代碼
3. 調(diào)試工具
軌道控制器
加上此控制器库车，就可以通過(guò)鼠標(biāo)拖拽巨柒、滾動(dòng)對(duì)整個(gè)畫(huà)面進(jìn)行拖拽放縮 軌道控制器代碼在THREE官方github上，如果使用的時(shí)候報(bào)錯(cuò)THREE.OrbitControls is not a constructor柠衍，那么就copy一份下來(lái)洋满，第一行加一個(gè)window：window.THREE.OrbitControls = ...
使用方法就是new一個(gè)控制器，然后監(jiān)聽(tīng)變化珍坊，觸發(fā)render
constcontrols =newTHREE.OrbitControls(camera, renderer.domElement);? ? ? ? controls.addEventListener("change", () => {? ? ? ? ? renderer.render(scene, camera);? ? ? ? });? ? ? ? controls.minDistance =1;? ? ? ? controls.maxDistance =2000;? ? ? ? controls.enablePan =false;復(fù)制代碼
性能監(jiān)控
源代碼牺勾。可以拷貝下來(lái)垫蛆，掛在window上
官方大部分例子都使用了一個(gè)stat的插件禽最，在左上角會(huì)出現(xiàn)性能變化的曲線，供我們調(diào)試使用袱饭。使用方法：
conststat =newStats();document.body.appendChild(stat.dom);// 改造render函數(shù)functionrender(){? ? ? renderer.render(scene, camera);? ? ? stat.update();? ? }復(fù)制代碼
4. let's coding
先把場(chǎng)景川无、攝像機(jī)、渲染器弄出來(lái)虑乖，然后添加一個(gè)紅色的球
functioninit(){constrenderer =newTHREE.WebGLRenderer();? ? ? renderer.setPixelRatio(window.devicePixelRatio);? ? ? renderer.setSize(window.innerWidth,window.innerHeight);document.body.appendChild(renderer.domElement);// 場(chǎng)景constscene =newTHREE.Scene();// 相機(jī)constcamera =newTHREE.PerspectiveCamera(90,window.innerWidth /window.innerHeight,0.1,100);? ? ? camera.position.set(10,0,0);// 軌道控制器constcontrols =newTHREE.OrbitControls(camera, renderer.domElement);? ? ? controls.addEventListener("change", render);? ? ? controls.minDistance =1;? ? ? controls.maxDistance =200;? ? ? controls.enablePan =false;// 新增一個(gè)紅色球constgeometry =newTHREE.SphereGeometry(1,10,10);constmaterial =newTHREE.MeshBasicMaterial({color:0xff0000});constmesh =newTHREE.Mesh(geometry, material);? ? ? scene.add(mesh);// 坐標(biāo)軸輔助線scene.add(newTHREE.AxisHelper(1000));? ? ? controls.update();// 控制器需要controls.target.copy(mesh.position);functionrender(){? ? ? ? renderer.render(scene, camera);? ? ? }functionr(){? ? ? ? render();? ? ? ? requestAnimationFrame(r)? ? ? }? ? ? r()? ? }? ? ? ? init();復(fù)制代碼
此時(shí)懦趋，可以看見(jiàn)坐標(biāo)原點(diǎn)上有一個(gè)球。其實(shí)疹味，一個(gè)幾何體紋理是可以使用圖片的仅叫，甚至還可以使用視頻帜篇，此時(shí)不能雙擊打開(kāi)html，需要本地起一個(gè)服務(wù)器打開(kāi)诫咱。我們改造一下mesh:
functionaddImg(url, scene, n =1){consttexture = THREE.ImageUtils.loadTexture(url);constmaterial =newTHREE.MeshBasicMaterial({map: texture });constgeometry =newTHREE.SphereGeometry(1,10,10);constmesh =newTHREE.Mesh(geometry, material);? ? ? scene.add(mesh);returnmesh;? ? }// const geometry = new THREE.SphereGeometry(1, 10, 10);// const material = new THREE.MeshBasicMaterial({ color: 0xff0000 });// const mesh = new THREE.Mesh(geometry, material);// 去酷家樂(lè)找了一個(gè)圖constmesh = addImg("https://qhyxpicoss.kujiale.com/r/2019/07/01/L3D137S8ENDIADDWAYUI5L7GLUF3P3WS888_3000x4000.jpg?x-oss-process=image/resize,m_fill,w_1600,h_920/format,webp", scene,1);? ? ? scene.add(mesh);復(fù)制代碼
原點(diǎn)顯示一個(gè)圖作為紋理的球
基本都o(jì)k了笙隙，怎么實(shí)現(xiàn)全景看房呢？我們上面的條件都o(jì)k了坎缭，最后需要做的事情是：將攝像機(jī)放在球體中心竟痰、軌道控制器放縮上限最小最大設(shè)置成1和2、渲染mesh內(nèi)表面
// 調(diào)整maxcontrols.minDistance =1;// controls.maxDistance = 200;controls.maxDistance =2;// 調(diào)整球大小// const geometry = new THREE.SphereGeometry(1, 10, 10);constgeometry =newTHREE.SphereGeometry(50,256,256);// 攝像機(jī)放球體中心// camera.position.set(10, 0, 0);camera.position.set(-0.3,0,0);// 渲染球體的雙面constmaterial =newTHREE.MeshLambertMaterial({map: texture });? ? ? material.side = THREE.DoubleSide;復(fù)制代碼
全景看房的效果就出來(lái)了掏呼，然后只需拖動(dòng)就可以調(diào)整角度了坏快。引入是普通平面圖，所以圖的首尾交接有一點(diǎn)問(wèn)題憎夷。
這只是實(shí)現(xiàn)的一個(gè)思路莽鸿，實(shí)現(xiàn)的方法有很多，如柱體拾给、立方體祥得，圖片可能是扇形的全景圖也可能是多個(gè)圖片拼接起來(lái)的。具體的細(xì)節(jié)根據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)行調(diào)整
全部代碼如下蒋得，需要引入three.js啃沪、orbitcontrol
全部代碼
functioninit() {? ? ? const renderer = new THREE.WebGLRenderer();? ? ? renderer.setPixelRatio(window.devicePixelRatio);? ? ? renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);? ? ? document.body.appendChild(renderer.domElement);? ? ? const scene = new THREE.Scene();? ? ? const camera = new THREE.PerspectiveCamera(? ? ? ? 90,? ? ? ? window.innerWidth / window.innerHeight,? ? ? ? 0.1,? ? ? ? 100? ? ? );? ? ? // camera.position.set(10, 0, 0);? ? ? camera.position.set(-0.3, 0, 0);? ? ? const controls = new THREE.OrbitControls(camera, renderer.domElement);? ? ? controls.addEventListener("change", render);? ? ? controls.minDistance = 1;? ? ? // controls.maxDistance = 200;? ? ? controls.maxDistance = 2;? ? ? controls.enablePan =false;? ? ? // const geometry = new THREE.SphereGeometry(1, 10, 10);? ? ? // const material = new THREE.MeshBasicMaterial({ color: 0xff0000 });? ? ? // const mesh = new THREE.Mesh(geometry, material);? ? ? const mesh = addImg("https://qhyxpicoss.kujiale.com/r/2019/07/01/L3D137S8ENDIADDWAYUI5L7GLUF3P3WS888_3000x4000.jpg?x-oss-process=image/resize,m_fill,w_1600,h_920/format,webp", scene, 1);? ? ? scene.add(mesh);? ? ? controls.update();? ? ? controls.target.copy(mesh.position);functionrender() {? ? ? ? renderer.render(scene, camera);? ? ? }functionr() {? ? ? ? render();? ? ? ? requestAnimationFrame(r)? ? ? }? ? ? scene.add(new THREE.AxisHelper(1000));? ? ? r()? ? }functionaddImg(url, scene, n = 1) {? ? ? const texture = THREE.ImageUtils.loadTexture(url);? ? ? const material = new THREE.MeshBasicMaterial({ map: texture });? ? ? // const geometry = new THREE.SphereGeometry(1, 10, 10);? ? ? const geometry = new THREE.SphereGeometry(50, 256, 256);? ? ? const mesh = new THREE.Mesh(geometry, material);? ? ? material.side = THREE.DoubleSide;? ? ? scene.add(mesh);returnmesh;? ? }? ? init();復(fù)制代碼
