three.js 05-01 之 PlaneGeometry 幾何體

    three.js 庫中的材質就已經基本上介紹完了。本篇開始我們將逐個深入 three.js 中各種幾何體的細節。在 three.js 中,常用的幾何體包括:

二維幾何體:

  • PlaneGeometry 平面
  • CircleGeometry 圓形
  • ShapeGeometry 塑形
三維幾何體:
  • BoxGeometry 立方體(或叫三維方塊)
  • SphereGeometry 球體
  • CylinderGeometry 柱體
  • TorusGeometry 圓環
  • TorusKnotGeometry 環面扭結
  • PolyhedronGeometry 多面體
  • IcosahedronGeometry 十二面體
  • OctahedronGeometry 八面體
  • TetrahedronGeometry 四面體
複雜幾何體:
  • ConvexGeometry 凸面體
  • LatheGeometry 掃描面
  • ExtrudeGeometry 拉伸幾何體
  • TubeGeometry 管狀體
  • ParametricGeometry 參數幾何體
  • TextGeometry 文本幾何體
我們先來看看第一個 PlaneGeometry 二維平面,常用的屬性如下表所示:

屬性 描述
width (寬度) 必選。此屬性指定矩形的寬度
height (高度) 必選。此屬性指定矩形的高度
widthSegments (寬度段數) 可選。此屬性指定矩形的寬度應該劃分成多少段來表示
heightSegments (高度段數) 可選。此屬性指定矩形的高度應該劃分成多少段來表示
這種幾何體非常簡單,只要指定尺寸就可以了。如果你想創建一種由多個方格組成的樣式,那你可以使用 widthSegments 和 heightSegments 屬性將矩形劃分成多個小面,從而達到你想要的目的。由於比較簡單,不在過多嗷述,下面直接給出一個具體的示例:

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>示例 05.01 - PlaneGeometry</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="../jquery/jquery-3.2.1.min.js"></script>
    <style>
        body {
            /* 設置 margin 爲 0,並且 overflow 爲 hidden,來完成頁面樣式 */
            margin: 0;
            overflow: hidden;
        }
		/* 統計對象的樣式 */
		#Stats-output {
			position: absolute;
			left: 0px;
			top: 0px;
		}
    </style>
</head>
<body>

<!-- 用於 WebGL 輸出的 Div -->
<div id="webgl-output"></div>
<!-- 用於統計 FPS 輸出的 Div -->
<div id="stats-output"></div>

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

	var scene;
	var camera;
	var render;
	var webglRender;
	//var canvasRender;
	var controls;
	var stats;
	var guiParams;
	
	var ground;
	//var cube;
	//var sphere;
	var plane;
	
	var meshMaterial;
	
	var ambientLight;
	var spotLight;
	//var cameraHelper;

    $(function() {
		stats = initStats();
		scene = new THREE.Scene();
		
		webglRender = new THREE.WebGLRenderer( {antialias: true, alpha: true} ); // antialias 抗鋸齒
		webglRender.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
		webglRender.setClearColor(0xeeeeee, 1.0);
		webglRender.shadowMap.enabled = true; // 允許陰影投射
		render = webglRender;
		
		camera = new THREE.PerspectiveCamera(45, window.innerWidth / window.innerHeight, 30, 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);
		
		ambientLight = new THREE.AmbientLight(0x0c0c0c);
		scene.add(ambientLight);
		
		spotLight = new THREE.SpotLight(0xffffff);
        spotLight.position.set(0, 30, 60);
        spotLight.castShadow = true;
        scene.add(spotLight);
		//cameraHelper = new THREE.CameraHelper(spotLight.shadow.camera);
		//scene.add(cameraHelper);
		
		// 加入一個地面
		var groundGeometry = new THREE.PlaneGeometry(100, 100, 4, 4);
		var groundMaterial = new THREE.MeshBasicMaterial({color: 0x777777});
		ground = new THREE.Mesh(groundGeometry, groundMaterial);
		ground.rotation.set(-0.5 * Math.PI, 0, 0); // 沿着 X軸旋轉-90°
		scene.add(ground);
		
		// 定義 plane
		var planeGeometry;

		// 材質
        meshMaterial = [
			new THREE.MeshNormalMaterial({side: THREE.DoubleSide}),
			new THREE.MeshBasicMaterial({wireframe: true})
		];
		
		/** 用來保存那些需要修改的變量 */
		guiParams = new function() {
			this.rotationSpeed = 0.02;
			this.width = 26;
			this.height = 29;
			this.widthSegments = 1;
			this.heightSegments = 1;
			
			this.update = function() {
				scene.remove(plane);
				
				planeGeometry = new THREE.PlaneGeometry(this.width, this.height, this.widthSegments, this.heightSegments);
				plane = new THREE.SceneUtils.createMultiMaterialObject(planeGeometry, meshMaterial);
				plane.castShadow = true;
				plane.position.set(0, 12, 0);
				scene.add(plane);
			}
		}
		/** 定義 dat.GUI 對象,並綁定 guiParams 的幾個屬性 */
		var gui = new dat.GUI();
		var folder = gui.addFolder('Mesh');
		folder.open();
		folder.add(guiParams, 'width', 1, 50).onChange(function(e) {
			guiParams.update();
		});
		folder.add(guiParams, 'height', 1, 50).onChange(function(e) {
			guiParams.update();
		});
		folder.add(guiParams, 'widthSegments', 1, 10, 1).onChange(function(e) {
			guiParams.update();
		});
		folder.add(guiParams, 'heightSegments', 1, 10, 1).onChange(function(e) {
			guiParams.update();
		});
		
		guiParams.update();
		
		renderScene();
    });
	
	/** 渲染場景 */
	function renderScene() {
		stats.update();
		rotateMesh(); // 旋轉物體
		
		requestAnimationFrame(renderScene);
		render.render(scene, camera);
	}
	
	/** 初始化 stats 統計對象 */
	function initStats() {
		stats = new Stats();
		stats.setMode(0); // 0 爲監測 FPS;1 爲監測渲染時間
		$('#stats-output').append(stats.domElement);
		return stats;
	}
	
	/** 當瀏覽器窗口大小變化時觸發 */
	function onWindowResize() {
		camera.aspect = window.innerWidth / window.innerHeight;
		camera.updateProjectionMatrix();
		render.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
	}
	
	/** 旋轉物體 */
	var step = 0;
	function rotateMesh() {
		step += guiParams.rotationSpeed;
		scene.traverse(function(mesh) {
			if (mesh instanceof THREE.Mesh && mesh != ground) {
				//mesh.rotation.x = step;
				mesh.rotation.y = step;
				//mesh.rotation.z = step;
			}
		});
	}

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

    在該實例中(後續幾個示例同理),我們用到了組合材質,一個是 MeshNormalMaterial 法向量材質,並且設置其 side 屬性爲 THREE.DoubleSide。這樣做的目的是,使得當物體背面朝向相機的時候,也要讓我們能看得見它;另一個是 MeshBasicMaterial 基礎材質,通過它來打開線框效果,這樣我們就能看到該物體在三維空間中的具體形狀(譬如寬度段數及高度段數的劃分情況等)。

未完待續···

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