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ThreeJS 入门教程(一) 是选择桌面的固守还是云原生?

myzbx 2025-05-09 20:34 47 浏览

导读：最近我购置了一台新的电脑，硬盘空间只有1T。我很担心这个电脑还能用多久。性能限制或者空间的限制，都使得在未来3-5年内，这个电脑会被淘汰。
但是，基于云APP的使用，老的电脑是足够了，而且，我们也不会被window或者linux的选择而费尽心思。
性能，在本地的限制将不再成为瓶颈。

第一章 ThreeJS简介

第一节：ThreeJS本地测试安装

作为学习来说，第一步是安装ThreeJS。

仅仅是学习测试，只需要做到以下两步即可。

1、到官网下载Threejs的包。

2、vscode，安装live server 。

这些就够了

当然，还需要浏览器。

很多教程都说要nodejs。其实不需要的。

下载的threejs的文件的结构如下：

源代码在src目录。创建好的在build目录。

其他的目录都是一些工具。可以在后期的使用中慢慢熟悉。

第二节：开发结构

没有最好的结构，只有最适合的

如果说什么结构最好，这个没法说的。

这里先推荐一个初学者的结构。

就是在一个目录中有一个index.html文件。

然后就是three目录里面放源码。

需要多少，就向这个three目录放多少。

2、最开始的three目录

src主要引用three.js

jsm引用orbitcontrols 组件

第三节：基本代码结构

我们先列出一个最简单的完整的代码结构

<!DOCTYPE html>

<head>

<title>ThreeJS学习笔记</title>

</head>

<body>

{

"imports": {

"three": "./three/src/Three.js"

}

</script>

import * as THREE from 'three';

import {OrbitControls} from "./three/jsm/controls/OrbitControls.js";

console.log(THREE.REVISION);

const scene = new THREE.Scene();

const camera = new THREE.PerspectiveCamera(75, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 1000);

const renderer = new THREE.WebGLRenderer();

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

const container = document.getElementById( 'container' );

container.appendChild( renderer.domElement );

//document.body.appendChild(renderer.domElement);

const geometry = new THREE.BoxGeometry(1, 1, 1);

const material = new THREE.MeshBasicMaterial({ color: 0x00ff00 });

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

scene.add(cube);

camera.position.z = 5;

let controls = new OrbitControls( camera, renderer.domElement );

function animate() {

requestAnimationFrame(animate);

renderer.render(scene, camera);

controls.update();

}

animate();

</script>

</body>

</html>

代码分析：

1、头部：属于标准头部信息。

<!DOCTYPE html>

<head>

<title>ThreeJS学习笔记</title>

</head>

2、定义嵌入的块名称

定义一个div块，名称用id来标识。在后面的render放置的位置时会指明。

3、导入模块文件

{

"imports": {

"three": "./three/src/Three.js",

"controls":"./three/jsm/controls/OrbitControls.js"

}

</script>

单独定义一个script块，类型是importmap，用于导入一个模块，并重命名。

4、主程序代码

import * as THREE from 'three';

import {OrbitControls} from "controls";

console.log(THREE.REVISION);

const scene = new THREE.Scene();

const camera = new THREE.PerspectiveCamera(75, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 1000);

const renderer = new THREE.WebGLRenderer();

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

const container = document.getElementById( 'container' );

container.appendChild( renderer.domElement );

//document.body.appendChild(renderer.domElement);

const geometry = new THREE.BoxGeometry(1, 1, 1);

const material = new THREE.MeshBasicMaterial({ color: 0x00ff00 });

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

scene.add(cube);

camera.position.z = 5;

let controls = new OrbitControls( camera, renderer.domElement );

function animate() {

requestAnimationFrame(animate);

renderer.render(scene, camera);

controls.update();

}

animate();

</script>

（1）首先将three的名称重命名为THREE

（2）引入OrbitControls 组件，

注意：这里必须要加上{}，否则，会出现错误信息，The requested module 'controls' does not provide an export named 'default'。

（3）接下来就是整个代码的编写。

整个过程显示之后，是如下的一个界面效果

基本的代码结构就是如此了。

以后的讨论中，我们将仅仅在主程序范围内，去讨论代码了。

第四节：ThreeJS组成部分

主程序部分

/*主要有6部分组成

1、场景Scene，是所有元素放置的空间

2、摄像头 Camera

3、几何网格Mesh

4、一系列的动作

5、渲染

6、主循环

ThreeJS就是一个剧本语言，舞台是Scene，场景里，布置了各种灯光，还有Mesh演员。通过各种动作包括声音，图像等，形成了一个故事，然后用摄像头把这些故事拍摄下来。

第二章：ThreeJS组件

第一节场景Scene

const scene = new THREE.Scene();

ThreeJS的场景，是Scene类的一个实例。

我们的几何和灯光，必须要加载到scene里，才能被摄像头拍摄到，才能被渲染。那么，一系列的动作，才能被我们可见。

否则，我们就是摄像头里的隐形人。

常用的设置参数有如下两个：

scene.background = new THREE.Color( 0x88ccee ); //背景色

scene.fog = new THREE.Fog( 0x88ccee, 0, 50 ); //雾

一个设置了背景色。一个设置了雾的属性。

注意，ThreeJs中的颜色，是用Color类来定义的。

第二节摄像头Camera

摄像机（Camera）

摄像机的抽象基类。在构建新摄像机时，应始终继承此类。

构造函数

Camera()

创建一个新的Camera（摄像机）。注意：这个类并不是被直接调用的；有你所想要的或许是一个两种摄像机够摄影师使用：

PerspectiveCamera（透视摄像机）
或者 OrthographicCamera（正交摄像机）。

常用的是透视摄像机，就是我们眼睛看到的效果。

PerspectiveCamera相机有四个参数。

var camera = new THREE.PerspectiveCamera(

75,

window.innerWidth / window.innerHeight,

0.1,

1000 );

如下图：

第一个属性75设置的是视角（field of view）。

第二个属性设置的是相机拍摄面的长宽比（aspect ratio）。我们几乎总是会使用元素的宽除以高，否则会出现挤压变形。

接下来的2个属性是近裁剪面（near clipping plane）和远裁剪面（far clipping plane）。这几个参数所限定的绿色3D空间被称之为视椎体（View Frustum），用来裁剪视图，在该视锥体以外的物体将不会被渲染。我们暂时可以先不管，但你需要了解这个空间和渲染性能有关。

第三节渲染Renderer

接下来是渲染器，所有魔法效果都在这里产生。除了我们这里使用的WebGLRenderer，three.js还支持一些其它渲染器，基本上只是用来回退处理那些不支持WebGL的旧式用户浏览器。

const renderer = new THREE.WebGLRenderer();

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

const container = document.getElementById( 'container' );

container.appendChild( renderer.domElement );

除了创建renderer实例，我们还需要设置渲染空间的尺寸，一般就使用目标屏幕的宽高（window.innerWidth和window.innerHeight），也可以给定一个小尺寸。

如果你想保持渲染空间的尺寸，但使用一个较低的分辨率，你可以在调用setSize的时候设置参数updateStyle为false，比如 setSize(window.innerWidth/2, window.innerHeight/2, false) 将使用1/2分辨率来绘制你的应用程序，假定<canvas>为100%的宽高。

最后，我们把 renderer 元素添加到HTML文档中。这里是一个 <canvas> 元素，渲染器用来显示场景。

上面的都是准备工作，电影布景都好了，演员还没进场。接下来我们添加“演员”（3D立方体）。

第四节几何与网格

var geometry = new THREE.BoxGeometry( 1, 1, 1 );

var material = new THREE.MeshBasicMaterial( { color: 0x00ff00 } );

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

scene.add( cube );

camera.position.z = 5;

一个Mesh，包含两个参数，一个参数给定几何，一个参数给定材料。

从基本的属性可以看出，颜色等都在材料类中定义，几何类定义物体的几何属性。

ThreeJS提供了很多几何的设定。

也有很多素材

这些需要在后期的学习中不断的去学习和熟练。

第五节控制组件

let controls = new OrbitControls( camera, renderer.domElement );

ThreeJS中的控制组件主要是控制摄像头和渲染的一些行为。

OrbitControls是可以让鼠标在视窗内旋转移动物体的视角。仅仅是视角，并不是实际的位置。也就是说，只是控制着摄像头。

控制类，ThreeJS提供了以下控制类型

这些文件在js和jsm目录下。

第六节主循环

每一个页面都是静态的，只有加上跟踪时间的循环，才能让这个世界动起来。

function animate() {

requestAnimationFrame(animate);

renderer.render(scene, camera);

controls.update();

}

animate();

我们需要定义一个函数，这个函数是自嵌套的。

requestAnimationFrame()函数，就是告诉每一帧，按时去检查。

controls.update()也是具有时间的更新。

所以，主循环，就是在这个场景中，设置时间。和跟随时间的行为。

第三章故事的叙述

第一节时间

Scene给了我们空间，材料给了我们一层蒙皮，模拟这个世界还需要什么？

当然还需要时间。

下面我们就简单看看时间是怎么获取的。

在ThreeJS中有一个时钟，Clock。这个时钟包含getDelta()函数。

如下代码就是一个测试代码：

var t=0;

var dt =0;

function time_count()

{

dt=dt+time.getDelta();

}

// 控制和主循环

let controls = new OrbitControls( camera, renderer.domElement );

function animate() {

requestAnimationFrame(animate);

renderer.render(scene, camera);

controls.update();

time_count();

if (dt >1)

{

t=t+dt;

console.log(t);

dt=0;}

}

animate();

运行结果：

这就完成了时间的迭代，那么怎么才能使用这个时间呢？

大家可以思考一下。

就动画的所有的基础，就此已经准备完毕，剩下的，就是我们的故事本身了。

这里特别使用类js的类来表达这个代码：

// 时间测试

class Time{

constructor(){

this.clock = new THREE.Clock()

this.t = 0;

this.dt = 0;

}

update(){

this.dt=this.dt+this.clock.getDelta();

this.t=this.t+this.clock.getDelta();

}

flash(){

this.t=this.t+this.dt;

this.dt = 0;}

}

在主循环中，这样调用

let mytime = new Time();

// 控制和主循环

let controls = new OrbitControls( camera, renderer.domElement );

function animate() {

requestAnimationFrame(animate);

renderer.render(scene, camera);

controls.update();

mytime.update();

if (mytime.dt >1)

{

mytime.flash();

console.log(mytime.t);

}

animate();

第二节颜色

当色彩来到这个世界，我们的世界才开始变得精彩。

//empty constructor - will default white

const color1 = new THREE.Color();

//Hexadecimal color (recommended)

const color2 = new THREE.Color( 0xff0000 );

//RGB string

const color3 = new THREE.Color("rgb(255, 0, 0)");

const color4 = new THREE.Color("rgb(100%, 0%, 0%)");

//X11 color name - all 140 color names are supported.

//Note the lack of CamelCase in the name

const color5 = new THREE.Color( 'skyblue' );

//HSL string

const color6 = new THREE.Color("hsl(0, 100%, 50%)");

//Separate RGB values between 0 and 1

const color7 = new THREE.Color( 1, 0, 0 );

第三节动画

来先拿我们之前的那个立方体的颜色来试试吧，我们只需要修改他的材料的属性就可以了。

function animate() {

requestAnimationFrame(animate);

renderer.render(scene, camera);

controls.update();

mytime.update();

if (mytime.dt >0.1)

{

mytime.flash();

console.log(mytime.t);

var ccc = Math.abs(Math.sin(mytime.t));

material.color = new THREE.Color(ccc,1-ccc,0);

}

animate();

这里我们使用了JavaScript的数学库的sin函数。

以正弦函数的值变化。

除了颜色，我们还可以变化位置

function animate() {

requestAnimationFrame(animate);

renderer.render(scene, camera);

controls.update();

mytime.update();

if (mytime.dt > 1/24)

{

mytime.flash();

console.log(mytime.t);

var ccc = Math.abs(Math.sin(mytime.t));

material.color = new THREE.Color(ccc,1-ccc,0);

cube.position.y = 3*Math.sin(mytime.t);

}

animate();

第四节 Gui

在实际的界面中，我们还需要做一些交互。ThreeJS提供了简单设置界面的类。

首先我们需要将一个文件包含到js代码中

import { GUI } from './three/jsm/libs/lil-gui.module.min.js';

下面的事情就看起来很简单了

// gui设置

let params = {

colorMap: 'red',

};

function updateColors() {

scene.background = new THREE.Color(params.colorMap); //背景色

}

const gui = new GUI();

gui.add(params, 'colorMap', ['red', 'yellow', 'blue', 'gray']).onChange(function () {

updateColors();

});

先定义个一个变量，params，这是一个json的格式字典。

我们窗一键GUI之后，只需要使用add函数，添加到这个GUI里，就可以了。

并且对它的响应设置一个函数。

执行之后的效果是：

第五节使用精灵Sprite 生成标签

我们需要用一系列的牌子来显示内容。

如上图中的“车间生产实况”等等，这些，不会随着模型的转动而转动。使用精灵类来完成这些效果会是比较好的选择。

精灵 Sprite，是不会随着我们的3D旋转而改变的效果。

下面的代码是生成一些提示牌的演示代码

//生成精灵

function showSign(wid, hgt, textword, ww, wh, cvsPosition) {

//用canvas生成图片

let canvas = document.createElement('canvas')

let ctx = canvas.getContext('2d')

canvas.width = wid //100

canvas.height = hgt //50

//制作矩形

ctx.fillStyle = "rgba(140, 141, 142,0.8)";

ctx.fillRect(0, 0, 100, 50)

//设置文字

ctx.fillStyle = "#fff";

ctx.font = 'normal 20pt "楷体"'

//文字换行

ctx.fillText(textword, ww, wh)

//生成图片

let url = canvas.toDataURL('image/png');

var spriteMaterial = new THREE.SpriteMaterial({

map: new THREE.TextureLoader().load(url), //设置精灵纹理贴图

transparent: true, //开启透明(纹理图片png有透明信息)

});

// 创建精灵模型对象，不需要几何体geometry参数

var sprite = new THREE.Sprite(spriteMaterial);

sprite.scale.set(100, 30, 0); //精灵图大小

sprite.translateY(50);

sprite.position.set(...cvsPosition)

scene.add(sprite);

}

showSign(100, 50, '正方体', 15, 35, [0, 0, 0]);

显示效果如下：

结束

当前，以云和3D两个属性的方式展现的产品已经逐步成为主流。最近在数字化领域，越来越多的产品，都是基于云原生的形式来展现。3D，包含的信息和展现形式，将会融入更多维的数据和信息。

于是，我不得不去逐步学习，尽量在云端进行工作。

最近，我开始使用了石墨文档，使用亿图的思维导图，wps的云空间也在使用。大势之中，我们还是得逐步的接受这些新的事物吧。

最后，祝大家早日在云中安家。

Canvas 时钟

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ThreeJS 入门教程(一) 是选择桌面的固守还是云原生?

第一章 ThreeJS简介

第二章：ThreeJS组件

第三章故事的叙述

结束

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