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three.js javascript 3d 超级引擎！

博客分类：

javascript

apiurl：http://mrdoob.github.com/three.js/docs/56/

博客一：

【three.js详解之一】入门篇

开场白

webGL可以让我们在canvas上实现3D效果。而three.js是一款webGL框架，由于其易用性被广泛应用。如果你要学习webGL，抛弃那些复杂的原生接口从这款框架入手是一个不错的选择。

博主目前也在学习three.js，发现相关资料非常稀少，甚至官方的api文档也非常粗糙，很多效果需要自己慢慢敲代码摸索。所以我写这个教程的目的一是自己总结，二是与大家分享。

本篇是系列教程的第一篇：入门篇。在这篇文章中，我将以一个简单的demo为例，阐述three.js的基本配置方法。学完这篇文章，你将学会如何在浏览器中绘制一个立体图形！

准备工作

在写代码之前，你首先要去下最新的three.js框架包，在你的页面里引入three.js，当然文件包里面也有不少的demo便于大家学习；

chrome是目前支持webGL最好的浏览器，Firefow居其次，国内的遨游、猎豹经测试也可以运行。

从实例开始入门!

首先我们搭建html，如下：

<!DOCTYPE html>
<html>
    <head>
        <meta charset="UTF-8">
        <title>lesson1-by-shawn.xie</title>
        <!--引入Three.js-->
        <script src="Three.js"></script>
        <style type="text/css">
            div#canvas-frame{
                  border: none;
                  cursor: move;
                  width: 1400px;
                  height: 600px;
                  background-color: #EEEEEE;
                }
        </style>
    </head>

    <body>
        <!--盛放canvas的容器-->
        <div id="container"></div>
    </body>
</html>

准备和画布框大小一致的领域用于WebGL绘制。具体来说：

(1) body 标签中添加 id 为「canvas3d」的 div 元素。

(2) style 标签中指定「canvas3d」的CSS样式。

需要注意的是，我们并不需要写一个<canvas>标签，我们只需要定义好盛放canvas的div就可以，canvas是three.js动态生成的！

下面我们开始写脚本，我们将通过以下五步构建一个简单的立体模型，这也是three.js的基本步骤：

1.设置three.js渲染器

三维空间里的物体映射到二维平面的过程被称为三维渲染。一般来说我们都把进行渲染操作的软件叫做渲染器。具体来说要进行下面这些处理。

(0) 声明全局变量（对象）；

(1) 获取画布「canvas-frame」的高宽；

(2) 生成渲染器对象（属性：抗锯齿效果为设置有效）；

(3) 指定渲染器的高宽（和画布框大小一致）；

(4) 追加【canvas】元素到【canvas3d】元素中；

(5) 设置渲染器的清除色(clearColor)。

//开启Three.js渲染器
var renderer;//声明全局变量（对象）
function initThree() {
   width = document.getElementById('canvas3d').clientWidth;//获取画布「canvas3d」的宽
   height = document.getElementById('canvas3d').clientHeight;//获取画布「canvas3d」的高
   renderer=new THREE.WebGLRenderer({antialias:true});//生成渲染器对象（属性：抗锯齿效果为设置有效）
   renderer.setSize(width, height );//指定渲染器的高宽（和画布框大小一致）
   document.getElementById('canvas3d').appendChild(renderer.domElement);//追加 【canvas】 元素到 【canvas3d】 元素中。
   renderer.setClearColorHex(0xFFFFFF, 1.0);//设置canvas背景色(clearColor)
}

2.设置摄像机camera

OpenGL（WebGL）中、三维空间中的物体投影到二维空间的方式中，存在透视投影和正投影两种相机。透视投影就是、从视点开始越近的物体越大、远处的物体绘制的较小的一种方式、和日常生活中我们看物体的方式是一致的。正投影就是不管物体和视点距离，都按照统一的大小进行绘制、在建筑和设计等领域需要从各个角度来绘制物体，因此这种投影被广泛应用。在 Three.js 也能够指定透视投影和正投影两种方式的相机。本文按照以下的步骤设置透视投影方式。

(0) 声明全局的变量（对象）；

(1) 设置透视投影的相机；

(2) 设置相机的位置坐标；

(3) 设置相机的上为「z」轴方向；

(4) 设置视野的中心坐标。

 　　　　　　　 //设置相机
              var camera;
              function initCamera() { 
                camera = new THREE.PerspectiveCamera( 45, width / height , 1 , 5000 );//设置透视投影的相机,默认情况下相机的上方向为Y轴，右方向为X轴，沿着Z轴朝里（视野角：fov 纵横比：aspect 相机离视体积最近的距离：near 相机离视体积最远的距离：far）
                camera.position.x = 0;//设置相机的位置坐标
                camera.position.y = 50;//设置相机的位置坐标
                camera.position.z = 100;//设置相机的位置坐标
                camera.up.x = 0;//设置相机的上为「x」轴方向
                camera.up.y = 1;//设置相机的上为「y」轴方向
                camera.up.z = 0;//设置相机的上为「z」轴方向
                camera.lookAt( {x:0, y:0, z:0 } );//设置视野的中心坐标
              }

3.设置场景scene

场景就是一个三维空间。用 [Scene] 类声明一个叫 [scene] 的对象。

　　　　　　　　//设置场景
              var scene;
              function initScene() {   
                scene = new THREE.Scene();
              }

4.设置光源light

OpenGL（WebGL）的三维空间中，存在点光源和聚光灯两种类型。而且，作为点光源的一种特例还存在平行光源(无线远光源)。另外，作为光源的参数还可以进行 [环境光] 等设置。作为对应， Three.js中可以设置 [点光源(Point Light)] [聚光灯(Spot Light)] [平行光源(Direction Light)]，和 [环境光(Ambient Light)]。和OpenGL一样、在一个场景中可以设置多个光源。基本上，都是环境光和其他几种光源进行组合。如果不设置环境光，那么光线照射不到的面会变得过于黑暗。本文中首先按照下面的步骤设置平行光源，在这之后还会追加环境光。

(0) 声明全局变量(对象)

(1) 设置平行光源

(2) 设置光源向量

(3) 追加光源到场景

这里我们用「DirectionalLight」类声明一个叫 [light] 的对象来代表平行光源

 　　　　　　　　//设置光源
              var light;
              function initLight() { 
                light = new THREE.DirectionalLight(0xff0000, 1.0, 0);//设置平行光源
                light.position.set( 200, 200, 200 );//设置光源向量
                scene.add(light);// 追加光源到场景
              }

5.设置物体object

这里，我们声明一个球模型

 　　　　　　　　//设置物体
              var sphere;
              function initObject(){  
                sphere = new THREE.Mesh(
                     new THREE.SphereGeometry(20,20),                //width,height,depth
                     new THREE.MeshLambertMaterial({color: 0xff0000}) //材质设定
                );
                scene.add(sphere);
                sphere.position.set(0,0,0);
              }

最后，我们写一个主函数执行以上五步：

　　　　　　　　//执行
              function threeStart() {
                initThree();
                initCamera();
                initScene();   
                initLight();
                initObject();
                renderer.clear(); 
                renderer.render(scene, camera);
              }

这时，测试以上程序，你会发现浏览器窗口中出现了你绘制的球形模型：

总结

以上就是three.js的入门内容，我们核心的五步就是：

1.设置three.js渲染器

2.设置摄像机camera

3.设置场景scene

4.设置光源light

5.设置物体object

可能其中有些设置你还不太清楚，没关系，后面几篇文章会对以上五个主要步骤进行详细的讲解，敬请期待~~

本例完整代码：

<!DOCTYPE html>
<html>
    <head>
        <meta charset="UTF-8">
        <title>lesson1-by-shawn.xie</title>
        <!--引入Three.js-->
        <script src="Three.js"></script>
        <script type="text/javascript">
            //开启Three.js渲染器
             var renderer;//声明全局变量（对象）
             function initThree() {
                width = document.getElementById('canvas3d').clientWidth;//获取画布「canvas3d」的宽
                height = document.getElementById('canvas3d').clientHeight;//获取画布「canvas3d」的高
                renderer=new THREE.WebGLRenderer({antialias:true});//生成渲染器对象（属性：抗锯齿效果为设置有效）
                renderer.setSize(width, height );//指定渲染器的高宽（和画布框大小一致）
                document.getElementById('canvas3d').appendChild(renderer.domElement);//追加 【canvas】 元素到 【canvas3d】 元素中。
                renderer.setClearColorHex(0xFFFFFF, 1.0);//设置canvas背景色(clearColor)
              }
               //设置相机
              var camera;
              function initCamera() { 
                camera = new THREE.PerspectiveCamera( 45, width / height , 1 , 5000 );//设置透视投影的相机,默认情况下相机的上方向为Y轴，右方向为X轴，沿着Z轴朝里（视野角：fov 纵横比：aspect 相机离视体积最近的距离：near 相机离视体积最远的距离：far）
                camera.position.x = 0;//设置相机的位置坐标
                camera.position.y = 50;//设置相机的位置坐标
                camera.position.z = 100;//设置相机的位置坐标
                camera.up.x = 0;//设置相机的上为「x」轴方向
                camera.up.y = 1;//设置相机的上为「y」轴方向
                camera.up.z = 0;//设置相机的上为「z」轴方向
                camera.lookAt( {x:0, y:0, z:0 } );//设置视野的中心坐标
              }
               //设置场景
              var scene;
              function initScene() {   
                scene = new THREE.Scene();
              }

              //设置光源
              var light;
              function initLight() { 
                light = new THREE.DirectionalLight(0xff0000, 1.0, 0);//设置平行光源
                light.position.set( 200, 200, 200 );//设置光源向量
                scene.add(light);// 追加光源到场景
              }
               //设置物体
              var sphere;
              function initObject(){  
                sphere = new THREE.Mesh(
                     new THREE.SphereGeometry(20,20),                //width,height,depth
                     new THREE.MeshLambertMaterial({color: 0xff0000}) //材质设定
                );
                scene.add(sphere);
                sphere.position.set(0,0,0);
              }
              //执行
              function threeStart() {
                initThree();
                initCamera();
                initScene();   
                initLight();
                initObject();
                renderer.clear(); 
                renderer.render(scene, camera);
              }
        </script>
        <style type="text/css">
            div#canvas3d{
                  border: none;
                  cursor: move;
                  width: 1400px;
                  height: 600px;
                  background-color: #EEEEEE;
                }
        </style>
    </head>

    <body onload='threeStart();'>
        <!--盛放canvas的容器-->
        <div id="canvas3d"></div>
    </body>
</html>

博客二：

如何学习Three.JS 3D引擎

发布时间：2011-11-29 作者：小想来源：未知我要评论

我已经用Three.js做了些小实验，这是一个比较伟大的引擎，你只需要为浏览器的不支持而头疼。你可以用它来创建摄像机(cameras)，对象,(objects),光照(lights),材质(materials)等等。你还可以选…

我已经用Three.js做了些小实验，这是一个比较伟大的引擎，你只需要为浏览器的不支持而头疼。你可以用它来创建摄像机(cameras)，对象,(objects), 光照(lights), 材质(materials) 等等。你还可以选择渲染器，Three.js提供了多种渲染方式，如果你想让你的网页支持HTML5你也可以选择使用canvas来渲染，也可以使用WebGL或者SVG来进行渲染。Threejs是开源框架，你如果感兴趣你也可以参与开发。但是现在我只是用这个引擎，也只是把它当作一种小工具。在这里我也给大家演示一下如何学习ThreeJS的基础知识。

对于ThreeJS的粉丝这是一片很基础的文章，但是对于新手这将很快的使你了解ThreeJS，通常你需要结合大量的实例来分析demo才可以明白。如果你有问题可以直接在mrdoob的论坛上发布， asking questions via GitHub.他会给你做出回答和解决的。如果你有很深奥和着急的问题你也可以发邮件给他们 Mr. doob和AlteredQualia 都会帮组你的。

1：基础

首先我假设你是个有一定基础的3D开发者，并且你可以熟练的掌握和合理的运用javascript语法。如果你没有上述两点那么你需要学习学习，也许你会觉得非常的有趣的。不过javascript确实有点混乱，容易被人头疼。

在我们目前的3D世界当中至少包括以下几点基础的东西，我会给大家一一介绍。

一：一个场景

二：一个渲染器

三：一个摄像机

四：一个对象或者至少两个材质

当然你也可以做很多的东西，很多非常疯狂的东西，只要很有足够的想象力，那么就开始你的3D开发，做出很多很炫的WebGL作品吧。

2：支持

开发WebGL需要浏览器的大力支持，google的chrome是我在做demo的时候常用的浏览器，个人感觉还是不错的。支持webgl的渲染并且在javascript上速度还是不错的还有一些潜在的javascript引擎。Chrome全部支持canvas，webgl，svg这一块。火狐个人觉得排名第二那么google就肯定第一了，并且是火狐4的版本。火狐的javascript引擎似乎还是比google的chrome慢些，但是在渲染的支持上还是很强的。Opear和Safari也支持webgl，但是他们当前的版本只支持canvas渲染，IE9也只支持canvas渲染，到目前为止还没有听到微软说全面支持webgl的消息，担忧啊。

3：设置场景（Scene）

这一步我想你肯定已经选好了一个可以渲染WebGL的浏览器了，并且选好了你要使用的渲染方式了canvas，因为canvas还是比较标准些。Canvas不只是支持WebGL，还有更多的支持。不过，WebGL运行在你cpu的图形卡上，这样就意味着你的cpu可以专心的做别的事，而不需要为webgl渲染而担心，这就叫做硬件加速渲染。

无论你选择什么样的渲染机制，但是你需要记住的就是javascript需要很好的优化性能，因为3D对于浏览器来说还是很大的渲染，所以在你的javascript代码中尽量减少浏览器的压力，优化优化再优化你的javascript代码。

那么这样的话，你可以下载you have downloadedThreeJS的多有js文件在你的电脑中，那么先看看如何着手建立一个Threejs的场景，看下面代码行：

JavaScript Code复制内容到剪贴板

// set the scene size
var WIDTH = 400,
HEIGHT = 300;
// 设置相机的属性s
var VIEW_ANGLE = 45,
ASPECT = WIDTH / HEIGHT,
NEAR = 0.1,
FAR = 10000;
// 得到dom的元素
// - 假设我们有jquery的开发经验
var $container = $('#container');
// 创建一个WebGL的渲染器和摄像机和一个场景
var renderer = new THREE.WebGLRenderer();
var camera = new THREE.Camera( VIEW_ANGLE,
ASPECT,
NEAR,
FAR );
var scene = new THREE.Scene();
// 摄像机从 0,0,0开始，因此默认原点，需要时回滚
//设置摄像机z坐标位置距离原点向外300
camera.position.z = 300;
// 开始渲染
renderer.setSize(WIDTH, HEIGHT);
// 加载dom的元素
$container.append(renderer.domElement);

看起来挺简单的，不是很难。

4：做一个网格模型

现在我们有一个场景，一个摄像机，一个渲染器，但是我们需要画一个实体。实际上Three.js可以加载很多格式的3D文件，你的模型文件可以来自Blender，Maya，Chinema4D，3DMax等等。现在我们要做的是一个网格的元素，相对比较基础的东西(球体)Spheres, (飞机)Planes,(立方体) Cubes ， (圆柱体)Cylinders。Three.js创建这些物体会非常的容易。

JavaScript Code复制内容到剪贴板

//定义球体
var radius = 50, segments = 16, rings = 16;
// 创建一个新的网格球体几何学 -
// 在下一节我们将要涉及到sphereMaterial
var sphere = new THREE.Mesh(
new Sphere(radius, segments, rings),
sphereMaterial);
// 添加球体到场景
scene.addChild(sphere);

好了！但是我们的这个球体没有材质。在代码中我们使用了一个变量sphereMaterial，但是我们还没有对他进行定义。首先我们需要做的是对球体的材质进行描述。

5：材质（Materials）

毫无疑问这在Three.Js中是很重要的一部分，因为Three.js可以让你很方便的实现你的网格效果。

1：不发光

2：发光

3：多面

还有很多很多，现在我只介绍这些，剩下的由你自己去发现。但是你必须写在WebGL的着色器上，着色器是一个很庞大的东西，但是你可以使用GLSL(OpenGL的着色语言)。这就需要你用数学来实现模拟的灯光，这样会很复杂。但是多亏了Three.js，你可以不需要在做那样的数学计算了，如果你想写关于阴影的那么你可以使用MeshShaderMaterial来实现，所以这是一个很活泛的设置。

JavaScript Code复制内容到剪贴板

// 创建一个球体的材质
var sphereMaterial = new THREE.MeshLambertMaterial(
{
color: 0xCC0000
});

你也可以创建一个其他的材质，除了颜色，比如平滑或者环境的地图。你可以看看这个页面check out the Wiki page，看看你还可以创建什么材质，实际上任何一个引擎都会提供给你的。

6：灯(Lights)

如果你按照上面的实现，那么你现在可以看到一个空色的圆球。但是我们现在有材质却没有光，Three.js默认的是全环境的光，那么我们需要把这些光修理的好点。

JavaScript Code复制内容到剪贴板

// 创建一个光的源点
var pointLight = new THREE.PointLight( 0xFFFFFF );
// 设置光源点位置
pointLight.position.x = 10;
pointLight.position.y = 50;
pointLight.position.z = 130;
// 添加到场景
scene.addLight(pointLight);

7：循环渲染

现在我们大概算是有一些渲染了，但是我们需要这样做：

JavaScript Code复制内容到剪贴板

// 绘画!
renderer.render(scene, camera);

我们渲染但不一定只是一次，所以如果你想循环渲染，那么你就需要好好的利用requestAnimationFrame这个js类，这是在浏览器中处理动画迄今为止最先进的js代码，但是到目前为止还不是完全支持，所以推介你看看 Paul Irish's shim.。

JavaScript Code复制内容到剪贴板

// 设置回滚时间
window.requestAnimFrame = (function(){
return window.requestAnimationFrame ||
window.webkitRequestAnimationFrame ||
window.mozRequestAnimationFrame ||
window.oRequestAnimationFrame ||
window.msRequestAnimationFrame ||
function(/* function */ callback, /* DOMElement */ element){
window.setTimeout(callback, 1000 / 60);
};
})();
// 插入setInterval(render, 16) ....
(function animloop(){
render();
requestAnimFrame(animloop, element);
})();

代码：

JavaScript Code复制内容到剪贴板

// requestAnim shim layer by Paul Irish
window.requestAnimFrame = (function(){
return window.requestAnimationFrame ||
window.webkitRequestAnimationFrame ||
window.mozRequestAnimationFrame ||
window.oRequestAnimationFrame ||
window.msRequestAnimationFrame ||
function(/* function */ callback, /* DOMElement */ element){
window.setTimeout(callback, 1000 / 60);
};
})();
// example code from mr doob : http://mrdoob.com/lab/javascript/requestanimationframe/
var canvas, context;
init();
animate();
function init() {
canvas = document.createElement( 'canvas' );
canvas.width = 256;
canvas.height = 256;
context = canvas.getContext( '2d' );
document.body.appendChild( canvas );
}
function animate() {
requestAnimFrame( animate );
draw();
}
function draw() {
var time = new Date().getTime() * 0.002;
var x = Math.sin( time ) * 96 + 128;
var y = Math.cos( time * 0.9 ) * 96 + 128;
context.fillStyle = 'rgb(245,245,245)';
context.fillRect( 0, 0, 255, 255 );
context.fillStyle = 'rgb(255,0,0)';
context.beginPath();
context.arc( x, y, 10, 0, Math.PI * 2, true );
context.closePath();
context.fill();
}

8常见的对象的特性

如果你花时间看代码的话，你会看到很多Three.js继承的Object3D的对象，这是一个很基础的对象，包含很多非常有用的特征，位置，旋转，大小的信息。特别的是我们的网格也是继承与Object3D，他加了自己的一些特性：材质和几何。

你想知道为什么我会说到这里，那么你想画一个球体在你的web上什么都不做吗？这些特征的存在值得你去研究，因为他们允许你去操作潜在的材质和网格划分。

JavaScript Code复制内容到剪贴板

// 几何球面
sphere.geometry
// 包含顶点和面
sphere.geometry.vertices // 数组
sphere.geometry.faces // 以数组形式
// 位置
sphere.position // 包括x，y，z三个属性
sphere.rotation // 包括x，y，z三个属性
sphere.scale // 包括x，y，z三个属性

9：一个小的更改

在顶点这里我们需要做个更改，你尝试更改你的顶点数据，但是你会发现你的渲染一点没有改变，这是为什么呢?因为Three.js是一向很复杂的优化，你只需要更换其中的一个方法就可以，

JavaScript Code复制内容到剪贴板

// 改变顶点
sphere.geometry.__dirtyVertices = true;
// 改变法线
sphere.geometry.__dirtyNormals = true;

其实还有很多，但是这两个是我发现最重要的，你会发现只改变这个就省去很多不必要的计算。

结论：

我想你已经大致了解这个关于Three.js的简单介绍了，你可以自己动手尝试做些实例了，你会发现3D在网页中也是非常有趣的。Three.js为你解决了很多头疼的问题，你就可以做出很酷的效果了。

你可以看看这里wrapped up the source code 的文章，对你会有很大的帮组的

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2013-03-05 12:39
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4.设置光源light

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3.设置场景scene

4.设置光源light

5.设置物体object

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