我在前端幹工地——three.js_長長韭韭

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前段時間接觸了Three.js後，試著用他載入了一些模型three.js初體驗簡陋的瞭解了一下three.js的相關使用，並且寫下了第一篇文章。但是過後還是對很多一知半解，作為不會建模且目前沒有接觸到相關業務需求的開發，難道沒有模型就什麼都不會了嗎？因此我覺得有必要來試試沒有模型的情況下自己來構建場景，以便於加深理解。

我在前端幹工地，最後成果如下圖。預覽地址

從圖中可以看到，整個畫面由以下構成 1. 地面 2. 房子 3. 天空下面就能一步步的構建這個場景。

一、準備工作

我這裡的環境是vue3 + vite，基本環境準備好後就要安裝three.js的庫，安裝完成後就可以繼續了。接下來搭建頁面的基本結構

```js

`` 由於要將影象顯示到頁面中的canvas中，因此需要在onMounted生命週期內獲取，接下來建立一下構建場景的幾個要素：相機（camera）、場景（scene）、渲染器（renderer）、燈光（light）, 在onMounted`中新增如下程式碼：

```js canvas = document.querySelector("#draw"); //建立場景 scene = new THREE.Scene(); //建立一個透視相機 camera = new THREE.PerspectiveCamera(125, width / height, 1, 2000); //設定相機位置 camera.position.set(-30, 30, 50); //建立環境光 const hjLight = new THREE.AmbientLight(0xffffff); //新增環境光至場景 scene.add(hjLight);

//新增房子的group到場景中 scene.add(group); //新增軌道控制器 const controls = new OrbitControls(camera, canvas); //渲染器 renderer = new THREE.WebGLRenderer({ canvas,//傳入要渲染的canvas，相關引數可以看文件 antialias: true,//抗鋸齒 alpha: true, }); //設定渲染器大小 renderer.setSize(width, height);

//渲染器開始渲染 renderer.render(scene, camera); //執行 function animate() { controls.update(); renderer.render(scene, camera); } animate() ``` 通過以上程式碼，幾要素我們已經具有，下面可以正式開始了。

二、建立地面

地面這裡使用了three.js內建的CircleGeometry幾何體，這裡沒有什麼強制需求，符合樣子就可以。下面新增一個方法createGround如下，隨便找一張圖片當作地面的材質，隨後呼叫，然後便可以看見一個半徑為500的圓形地面

```js //建立地面 function createGround() { //匯入材質 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";//設定name屬性 groundMesh.rotateX(-Math.PI / 2);//旋轉用於呈現一個水平的地面 scene.add(groundMesh); ``` 調整角度和大小後便能看到如下圖所示：

三、開始建立房子

1、建立地板

在這裡建立地板，這裡使用的是內建的BoxGeometry幾何體。新增createFloor方法，如下：

```js //建立地板，可以理解為地基 function createFloor() { const texture = new THREE.TextureLoader().load("/img/wood.jpg"); //設定地板大小，由於後面將要生成牆體存在設定為1的厚度，因此這裡對地板的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); }

``` 呼叫上面的方法後頁面中如下圖

2、建立左右兩邊的牆體

這裡開始左右兩邊的規則牆體，使用的也是內建的BoxGeometry幾何體。新增 createWall方法，這個方法返回建立的牆體

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, }); //牆體的網格 const wallMesh = new THREE.Mesh(wall, wallMaterial); return wallMesh; } 接下來呼叫方法生成第一面牆

js let leftWall = createWall() leftWall.name = '左側的牆' group.add(leftWall) 呼叫後畫面中應該如下圖

很顯然這與我們的預期不符，下面設定牆體的位置並且讓左側的牆旋轉90度,注意rotateY的引數為弧度。

js leftWall.rotateY(Math.PI / 2); leftWall.position.set(-baseWidth / 2, 10, 0); 調整完成後如下圖

接下來我們如法炮製右側的牆，可以重新呼叫一次方法或者使用幾何體物件三的clone方法。這裡使用clone

js const rightWall = leftWall.clone(); rightWall.position.set(baseWidth / 2, 10, 0); rightWall.name = "右側的牆"; group.add(rightWall); 調整後如下圖

3、建立前後的牆體

通過上圖可以看到房子前後的牆是不規則的，這個時候使用建立前面牆的幾何體便不行了，查閱文件後得知可以使用擠壓緩衝幾何體（ExtrudeGeometry），官網的描述如圖

如何使用呢，構造器

文件中清晰的表明了這個類有兩個引數，一個是 形狀或者包含形狀的陣列 和配置選項。那麼到這裡我產生了疑問，什麼是形狀的陣列呢，接著檢視文件找到了shape這個類

例項程式碼中一眼望去熟悉的api映入眼簾，因此大概能想象出用法。由於前後兩堵牆大致的形狀都是相同的，因此寫一個返回形狀陣列的方法 genwallShape js function genwallShape() { const shape = new THREE.Shape(); let height = 20;//牆的高度 shape.moveTo(0, 0); //起點 shape.lineTo(0, height); //牆體高度 shape.lineTo(baseWidth / 2 - 1, height + 5); //牆體頂點 shape.lineTo(baseWidth / 2 - 1, height + 6); //牆體頂點 shape.lineTo(baseWidth / 2 + 1, height + 6); //牆體頂點 shape.lineTo(baseWidth / 2 + 1, height + 5); //牆體頂點 shape.lineTo(baseWidth, height); shape.lineTo(baseWidth, 0); shape.lineTo(0, 0); return { shape }; } 生成點的陣列的的方法有了，接下來寫一個生成不規則牆體的方法createIrregularWall

js //建立不規則牆體 function createIrregularWall(shape, position) { const extrudeSettings = { depth: 1,//定義深度，由於擠壓幾何體的點位都是x，y座標組成的二位平面，這個引數定義向z軸的延展長度，即為牆的厚度 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; } 點位有了、方法也有了，下面開始建立後牆，新增一個對應的方法

js //建立不帶門的不規則牆體 function createNoDoorWall() { let { shape } = genwallShape(); let mesh = createIrregularWall(shape, [-baseWidth / 2, 0, -baseLength / 2]); mesh.name = "帶門的牆對面的牆"; } 呼叫後如圖

接下來建立帶門洞的方法，問題又來了，怎麼在牆上打洞呢，還是在文件中找到了答案

shape上有一個屬性表示了孔洞了，接下來就好辦了

js function createDoorWall() { let { shape } = genwallShape(); const door = new THREE.Path(); //門的位置 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); // 形狀上的孔洞 shape.holes.push(door); let mesh = createIrregularWall(shape, [ -baseWidth / 2, 0, baseLength / 2 - 1, ]); mesh.name = "帶門的牆"; } 呼叫後如下

可以看到門的形狀已經出來了

4、建立屋頂

這裡我們開始建立屋頂，首先求出屋頂的寬度，也就是我們要建立的幾何體的z軸的延展

```js function createRoof() {

//屋頂寬 let width = Math.sqrt((baseWidth / 2) 2 + 5 2) + 5;//+5讓有一點屋檐的效果 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 = "右屋頂"; group.add(mesh); return { roof: mesh, width };

} ``` 方法執行後如下圖，我們有了一個右邊的屋頂

如法炮製，再來一個左邊的屋頂

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 = "左屋頂"; group.add(leftRoof); 隨後可以在畫面中看到如下圖，我們的房子，哦不，準確的說是倉庫已經出來了。。。

5、建立門

然後我們開始建立門，門的建立也是用的內建的BoxGeometry幾何體。新增一個createDoor方法，如下

```js function createDoor() { //紋理貼圖 const texture = new THREE.TextureLoader().load("/img/door.jpg"); //門的大小、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 = "門"; doorMesh.position.x = 5; group.add(doorGroup);

} ``` 呼叫後即可看到原本的門洞中出現了一扇門，如下圖

6、為場景新增點選

接下來我想做一點選開門的效果，那麼首先要獲取到滑鼠點選了哪些物體。很巧的是three.js為我們提供了一個Raycaster類，用來檢測射線觸碰到了哪些物體。新增如下程式碼

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

function onPointerMove(event) { // 將滑鼠位置歸一化為裝置座標。x 和 y 方向的取值範圍是 (-1 to +1) pointer.x = (event.clientX / width) * 2 - 1; pointer.y = -(event.clientY / height) * 2 + 1; } ``` 然後為canva新增點選事件監聽

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

},
false

); `` 隨後我們點選場景中，在控制檯中便能清晰的打印出我們所點選的物體。說明：intersectObjects`方法會返回射線經過的所有物體組成的陣列，陣列的第0位為離點選區域最近的物體，因此可以視為被點選的物體。

現在已經知道點選的是哪個物體，下面就來新增門的動畫效果

7、新增關門、開門動畫效果

調整一下對上節的方法，如下，匹配到點選的物體是門的時候再來觸發。

```js canvas.addEventListener( "click", () => { const intersects = raycaster.intersectObjects(scene.children); console.log(intersects[0]); console.log("點選了", intersects[0]?.object?.name); if (intersects[0]?.object?.name == "門") { // console.log(intersects[0].object.parent.rotation.y); let speed = 0.05; //再次點選關門 if (intersects[0].object.parent.rotation.y <= -2.5) { // console.log("關門"); 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("開門");
      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

); `` 這樣就能正確的運行了嗎？當然不，上述程式碼中讓門以y軸做旋轉，但是在three.js中，物體的旋轉軸為物體的中心，因此我們需要改變一下門的旋轉軸，使之在視覺上呈現出以旋轉中心的改變，下面改造一下createDoor`方法，如下，

```js //建立門 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 = "門";

//以下程式碼做出了更改 const doorGroup = new THREE.Group();//新增一個門的父級 doorGroup.name = "門的包裹"; doorGroup.position.set(-5, 8, baseLength / 2);//通過父級來改變門的旋轉軸 //現在這個是相對於父級 doorMesh.position.x = 5; doorGroup.add(doorMesh); group.add(doorGroup); return doorGroup; } ```

改造完後點擊門，會發現門繞著預期的旋轉軸打開了。如下圖

四、建立天空盒

這裡的天空盒非常的簡單。使用內建的SphereGeometry幾何體建立一個與地面半徑一致的圓，然後載入貼圖

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); } 最終呈現出的效果如下圖

在最後你通過迴圈多建立幾個房子，像這樣

或者檢視文件切換成第一人稱控制器在自己建立的場景中遨遊。

我在前端幹工地——three.js