我在前端干工地——three.js_长长韭韭

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前段时间接触了Three.js后，试着用他加载了一些模型three.js初体验简陋的了解了一下three.js的相关使用，并且写下了第一篇文章。但是过后还是对很多一知半解，作为不会建模且目前没有接触到相关业务需求的开发，难道没有模型就什么都不会了吗？因此我觉得有必要来试试没有模型的情况下自己来构建场景，以便于加深理解。

我在前端干工地，最后成果如下图。预览地址

从图中可以看到，整个画面由以下构成 1. 地面 2. 房子 3. 天空下面就能一步步的构建这个场景。

一、准备工作

我这里的环境是vue3 + vite，基本环境准备好后就要安装three.js的库，安装完成后就可以继续了。接下来搭建页面的基本结构

```js

`` 由于要将图像显示到页面中的canvas中，因此需要在onMounted生命周期内获取，接下来创建一下构建场景的几个要素：相机（camera）、场景（scene）、渲染器（renderer）、灯光（light）, 在onMounted`中添加如下代码：

```js canvas = document.querySelector("#draw"); //创建场景 scene = new THREE.Scene(); //创建一个透视相机 camera = new THREE.PerspectiveCamera(125, width / height, 1, 2000); //设置相机位置 camera.position.set(-30, 30, 50); //创建环境光 const hjLight = new THREE.AmbientLight(0xffffff); //添加环境光至场景 scene.add(hjLight);

//添加房子的group到场景中 scene.add(group); //添加轨道控制器 const controls = new OrbitControls(camera, canvas); //渲染器 renderer = new THREE.WebGLRenderer({ canvas,//传入要渲染的canvas，相关参数可以看文档 antialias: true,//抗锯齿 alpha: true, }); //设置渲染器大小 renderer.setSize(width, height);

//渲染器开始渲染 renderer.render(scene, camera); //执行 function animate() { controls.update(); renderer.render(scene, camera); } animate() ``` 通过以上代码，几要素我们已经具有，下面可以正式开始了。

二、创建地面

地面这里使用了three.js内置的CircleGeometry几何体，这里没有什么强制需求，符合样子就可以。下面添加一个方法createGround如下，随便找一张图片当作地面的材质，随后调用，然后便可以看见一个半径为500的圆形地面

```js //创建地面 function createGround() { //导入材质 const groundTexture = new THREE.TextureLoader().load("/grass.webp"); groundTexture.wrapS = groundTexture.wrapT = THREE.RepeatWrapping; groundTexture.repeat.set(100, 100); const ground = new THREE.CircleGeometry(500, 100); const groundMaterial = new THREE.MeshLambertMaterial({ side: THREE.DoubleSide, map: groundTexture, // transparent: true, // opacity: 0.2, });

const groundMesh = new THREE.Mesh(ground, groundMaterial); groundMesh.name = "地面";//设置name属性 groundMesh.rotateX(-Math.PI / 2);//旋转用于呈现一个水平的地面 scene.add(groundMesh); ``` 调整角度和大小后便能看到如下图所示：

三、开始创建房子

1、创建地板

在这里创建地板，这里使用的是内置的BoxGeometry几何体。添加createFloor方法，如下：

```js //创建地板，可以理解为地基 function createFloor() { const texture = new THREE.TextureLoader().load("/img/wood.jpg"); //设置地板大小，由于后面将要生成墙体存在设置为1的厚度，因此这里对地板的x，z均-2 const floor = new THREE.BoxGeometry(baseWidth - 2, 1, baseLength - 2); const material = new THREE.MeshPhongMaterial({ map: texture }); const mesh = new THREE.Mesh(floor, material); mesh.position.set(0, 1, 0); mesh.name = "地板"; group.add(mesh); }

``` 调用上面的方法后页面中如下图

2、创建左右两边的墙体

这里开始左右两边的规则墙体，使用的也是内置的BoxGeometry几何体。添加 createWall方法，这个方法返回创建的墙体

js function createWall() { const wallTexture = new THREE.TextureLoader().load("/img/wall1.jpg"); const wall = new THREE.BoxGeometry(baseLength, 20, 1); const wallMaterial = new THREE.MeshPhongMaterial({ map: wallTexture, }); //墙体的网格 const wallMesh = new THREE.Mesh(wall, wallMaterial); return wallMesh; } 接下来调用方法生成第一面墙

js let leftWall = createWall() leftWall.name = '左侧的墙' group.add(leftWall) 调用后画面中应该如下图

很显然这与我们的预期不符，下面设置墙体的位置并且让左侧的墙旋转90度,注意rotateY的参数为弧度。

js leftWall.rotateY(Math.PI / 2); leftWall.position.set(-baseWidth / 2, 10, 0); 调整完成后如下图

接下来我们如法炮制右侧的墙，可以重新调用一次方法或者使用几何体对象三的clone方法。这里使用clone

js const rightWall = leftWall.clone(); rightWall.position.set(baseWidth / 2, 10, 0); rightWall.name = "右侧的墙"; group.add(rightWall); 调整后如下图

3、创建前后的墙体

通过上图可以看到房子前后的墙是不规则的，这个时候使用创建前面墙的几何体便不行了，查阅文档后得知可以使用挤压缓冲几何体（ExtrudeGeometry），官网的描述如图

如何使用呢，构造器

文档中清晰的表明了这个类有两个参数，一个是 形状或者包含形状的数组 和配置选项。那么到这里我产生了疑问，什么是形状的数组呢，接着查看文档找到了shape这个类

实例代码中一眼望去熟悉的api映入眼帘，因此大概能想象出用法。由于前后两堵墙大致的形状都是相同的，因此写一个返回形状数组的方法 genwallShape js function genwallShape() { const shape = new THREE.Shape(); let height = 20;//墙的高度 shape.moveTo(0, 0); //起点 shape.lineTo(0, height); //墙体高度 shape.lineTo(baseWidth / 2 - 1, height + 5); //墙体顶点 shape.lineTo(baseWidth / 2 - 1, height + 6); //墙体顶点 shape.lineTo(baseWidth / 2 + 1, height + 6); //墙体顶点 shape.lineTo(baseWidth / 2 + 1, height + 5); //墙体顶点 shape.lineTo(baseWidth, height); shape.lineTo(baseWidth, 0); shape.lineTo(0, 0); return { shape }; } 生成点的数组的的方法有了，接下来写一个生成不规则墙体的方法createIrregularWall

js //创建不规则墙体 function createIrregularWall(shape, position) { const extrudeSettings = { depth: 1,//定义深度，由于挤压几何体的点位都是x，y坐标组成的二位平面，这个参数定义向z轴的延展长度，即为墙的厚度 bevelEnabled: false, }; const wallTexture = new THREE.TextureLoader().load("/img/wall1.jpg"); const geometry = new THREE.ExtrudeGeometry(shape, extrudeSettings); wallTexture.wrapS = wallTexture.wrapT = THREE.RepeatWrapping; wallTexture.repeat.set(0.05, 0.05); const material = new THREE.MeshPhongMaterial({ map: wallTexture }); const mesh = new THREE.Mesh(geometry, material); mesh.position.set(...position); group.add(mesh); return mesh; } 点位有了、方法也有了，下面开始创建后墙，添加一个对应的方法

js //创建不带门的不规则墙体 function createNoDoorWall() { let { shape } = genwallShape(); let mesh = createIrregularWall(shape, [-baseWidth / 2, 0, -baseLength / 2]); mesh.name = "带门的墙对面的墙"; } 调用后如图

接下来创建带门洞的方法，问题又来了，怎么在墙上打洞呢，还是在文档中找到了答案

shape上有一个属性表示了孔洞了，接下来就好办了

js function createDoorWall() { let { shape } = genwallShape(); const door = new THREE.Path(); //门的位置 door.moveTo(baseWidth / 2 + 5, 0); door.lineTo(baseWidth / 2 + 5, 16); door.lineTo(baseWidth / 2 - 5, 16); door.lineTo(baseWidth / 2 - 5, 0); door.lineTo(baseWidth / 2 + 5, 0); // 形状上的孔洞 shape.holes.push(door); let mesh = createIrregularWall(shape, [ -baseWidth / 2, 0, baseLength / 2 - 1, ]); mesh.name = "带门的墙"; } 调用后如下

可以看到门的形状已经出来了

4、创建屋顶

这里我们开始创建屋顶，首先求出屋顶的宽度，也就是我们要创建的几何体的z轴的延展

```js function createRoof() {

//屋顶宽 let width = Math.sqrt((baseWidth / 2) 2 + 5 2) + 5;//+5让有一点屋檐的效果 const geometry = new THREE.BoxGeometry(baseLength + 2, width, 1); const texture = new THREE.TextureLoader().load("/img/tile.jpg"); texture.wrapS = texture.wrapT = THREE.RepeatWrapping; texture.repeat.set(2, 2); const material = new THREE.MeshPhongMaterial({ map: texture }); const mesh = new THREE.Mesh(geometry, material); mesh.rotateZ(THREE.MathUtils.degToRad(75)); mesh.rotateY(-Math.PI / 2); mesh.position.set(baseWidth / 3 - 1, 22, 0); mesh.name = "右屋顶"; group.add(mesh); return { roof: mesh, width };

} ``` 方法执行后如下图，我们有了一个右边的屋顶

如法炮制，再来一个左边的屋顶

js let { roof, width } = createRoof(); return let leftRoof = roof.clone(); leftRoof.rotateX(THREE.MathUtils.degToRad(30)); leftRoof.position.set(-baseWidth / 3 + 1, 22, 0); leftRoof.name = "左屋顶"; group.add(leftRoof); 随后可以在画面中看到如下图，我们的房子，哦不，准确的说是仓库已经出来了。。。

5、创建门

然后我们开始创建门，门的创建也是用的内置的BoxGeometry几何体。添加一个createDoor方法，如下

```js function createDoor() { //纹理贴图 const texture = new THREE.TextureLoader().load("/img/door.jpg"); //门的大小、尺寸 const door = new THREE.BoxGeometry(10, 15, 0.5); const material = new THREE.MeshPhongMaterial({ map: texture, transparent: true, opacity: 1, }); const doorMesh = new THREE.Mesh(door, material); doorMesh.name = "门"; doorMesh.position.x = 5; group.add(doorGroup);

} ``` 调用后即可看到原本的门洞中出现了一扇门，如下图

6、为场景添加点击

接下来我想做一点击开门的效果，那么首先要获取到鼠标点击了哪些物体。很巧的是three.js为我们提供了一个Raycaster类，用来检测射线触碰到了哪些物体。添加如下代码

```js const raycaster = new THREE.Raycaster(); const pointer = new THREE.Vector2();

function onPointerMove(event) { // 将鼠标位置归一化为设备坐标。x 和 y 方向的取值范围是 (-1 to +1) pointer.x = (event.clientX / width) * 2 - 1; pointer.y = -(event.clientY / height) * 2 + 1; } ``` 然后为canva添加点击事件监听

```js canvas.addEventListener( "click", () => { const intersects = raycaster.intersectObjects(scene.children); console.log(intersects[0]); console.log("点击了", intersects[0]?.object?.name);

},
false

); `` 随后我们点击场景中，在控制台中便能清晰的打印出我们所点击的物体。说明：intersectObjects`方法会返回射线经过的所有物体组成的数组，数组的第0位为离点击区域最近的物体，因此可以视为被点击的物体。

现在已经知道点击的是哪个物体，下面就来添加门的动画效果

7、添加关门、开门动画效果

调整一下对上节的方法，如下，匹配到点击的物体是门的时候再来触发。

```js canvas.addEventListener( "click", () => { const intersects = raycaster.intersectObjects(scene.children); console.log(intersects[0]); console.log("点击了", intersects[0]?.object?.name); if (intersects[0]?.object?.name == "门") { // console.log(intersects[0].object.parent.rotation.y); let speed = 0.05; //再次点击关门 if (intersects[0].object.parent.rotation.y <= -2.5) { // console.log("关门"); let a = setInterval(() => { if (intersects[0].object.parent.rotation.y >= 0) { intersects[0].object.parent.rotation.y = 0; clearInterval(a); return; }

        intersects[0].object.parent.rotation.y += speed;
      }, 1000 / 60);
    } else {
      // console.log("开门");
      let a = setInterval(() => {
        if (intersects[0].object.parent.rotation.y <= -2.5) {
          clearInterval(a);
          return;
        }

        intersects[0].object.parent.rotation.y -= speed;
      }, 1000 / 60);
    }
  }
},
false

); `` 这样就能正确的运行了吗？当然不，上述代码中让门以y轴做旋转，但是在three.js中，物体的旋转轴为物体的中心，因此我们需要改变一下门的旋转轴，使之在视觉上呈现出以旋转中心的改变，下面改造一下createDoor`方法，如下，

```js //创建门 function createDoor() { const texture = new THREE.TextureLoader().load("/img/door.jpg"); const door = new THREE.BoxGeometry(10, 15, 0.5); const material = new THREE.MeshPhongMaterial({ map: texture, transparent: true, opacity: 1, }); const doorMesh = new THREE.Mesh(door, material); // doorMesh.rotateY(Math.PI / 2); // doorMesh.position.set(-baseLength / 2, 7, 0);

doorMesh.name = "门";

//以下代码做出了更改 const doorGroup = new THREE.Group();//添加一个门的父级 doorGroup.name = "门的包裹"; doorGroup.position.set(-5, 8, baseLength / 2);//通过父级来改变门的旋转轴 //现在这个是相对于父级 doorMesh.position.x = 5; doorGroup.add(doorMesh); group.add(doorGroup); return doorGroup; } ```

改造完后点击门，会发现门绕着预期的旋转轴打开了。如下图

四、创建天空盒

这里的天空盒非常的简单。使用内置的SphereGeometry几何体创建一个与地面半径一致的圆，然后载入贴图

js //天空盒 function createSkyBox() { const texture = new THREE.TextureLoader().load("/img/sky.jpg"); texture.wrapS = texture.wrapT = THREE.RepeatWrapping; // texture.repeat.set(1, 1); const skyBox = new THREE.SphereGeometry(500, 100, 100); const material = new THREE.MeshPhongMaterial({ map: texture, side: THREE.BackSide, }); const skyBoxMesh = new THREE.Mesh(skyBox, material); scene.add(skyBoxMesh); } 最终呈现出的效果如下图

在最后你通过循环多创建几个房子，像这样

或者查看文档切换成第一人称控制器在自己创建的场景中遨游。

我在前端干工地——three.js