一步步帶你實(shí)現(xiàn)web全景看房——three.js

1. 基本概念

在THREEjs中，渲染一個(gè)3d世界的必要因素是場(chǎng)景（scene）、相機(jī)（camera）、渲染器（renderer）。渲染出一個(gè)3d世界后，可以往里面增加各種各樣的物體、光源等，形成一個(gè)3d世界：

場(chǎng)景:右手坐標(biāo)系,一切要素都在場(chǎng)景里面，相當(dāng)于“世界”，包括各種物質(zhì)和物理變化

//?創(chuàng)建場(chǎng)景const?scene?=?new?THREE.Scene();
復(fù)制代碼

照相機(jī):攝像機(jī)就相當(dāng)于人眼，有攝像機(jī)才可以看見場(chǎng)景里面的一切物體和光源。常用的是正交攝像機(jī)和透視攝像機(jī)

正交攝像機(jī)是一個(gè)矩形可視區(qū)域，物體只有在這個(gè)區(qū)域內(nèi)才是可見的物體無論距離攝像機(jī)是遠(yuǎn)或事近，物體都會(huì)被渲染成一個(gè)大小。一般應(yīng)用場(chǎng)景是2.5d游戲如跳一跳、機(jī)械模型

//?創(chuàng)建正交相機(jī)const?camera?=?new?THREE.OrthographicCamera(
?-window.innerWidth?/?200,?window.innerWidth?/200?,?window.innerHeight/?200,
?-window.innerHeight/?200,?1,?1000);
復(fù)制代碼

我們可以看見上圖的效果，有一個(gè)正方體已經(jīng)走了很遠(yuǎn)但是大小不變。另外還可以看見角落有一個(gè)正方體已經(jīng)被截?cái)嗔艘徊糠?，那是因?yàn)檎粩z像機(jī)僅僅展示一個(gè)空間內(nèi)的場(chǎng)景，所以會(huì)有截?cái)嘈Ч?/p>

透視攝像機(jī)是最常用的攝像機(jī)類型，模擬人眼的視覺，近大遠(yuǎn)?。ㄍ敢暎ov表示的是視角，F(xiàn)ov越大，表示眼睛睜得越大，離得越遠(yuǎn)，看得更多。如果是需要模擬現(xiàn)實(shí)，基本都是用這個(gè)相機(jī)

//?創(chuàng)建透視相機(jī)const?camera?=?new?THREE.PerspectiveCamera(?90,?window.innerWidth?/?window.innerHeight,?1,?10000
?);
復(fù)制代碼

近大遠(yuǎn)小的效果就出來了，比較符合現(xiàn)實(shí)

渲染器

最后需要把所有的內(nèi)容渲染到頁(yè)面上，需要一個(gè)渲染器：

?const?renderer?=?new?THREE.WebGLRenderer();
?renderer.setSize(window.innerWidth,?window.innerHeight);?//?canvas大小
?document.body.appendChild(renderer.domElement);
復(fù)制代碼

2. 給畫面增加內(nèi)容

上面的確是把3d世界畫出來了，只是沒有什么東西。在three.js中，我們需要增加光源和mesh

mesh

mesh即是網(wǎng)格。在計(jì)算機(jī)里，3D世界是由點(diǎn)組成的，無數(shù)的面拼接成各種形狀的物體。這種模型叫做網(wǎng)格模型。一條線是兩個(gè)點(diǎn)組成，一個(gè)面是3個(gè)點(diǎn)組成，一個(gè)物體由多個(gè)3點(diǎn)組成的面組成：

而網(wǎng)格（mesh）又是由幾何體（geometry）和材質(zhì)（material）構(gòu)成的

geometry

我們所能想象到的幾何體，框架都自帶了，我們只需要調(diào)用對(duì)應(yīng)的幾何體構(gòu)造函數(shù)即可創(chuàng)建。幾何體的創(chuàng)建方法都是new，如BoxBuffer：const?geometry?=?new?THREE.BoxBufferGeometry(?1,?1,?1?);
復(fù)制代碼

創(chuàng)建的時(shí)候，一般定義了渲染一個(gè) 3D 物體所需要的基本數(shù)據(jù)：Face 面、Vertex 頂點(diǎn)等信息。THREE.xxxGeometry指的是框架自帶的幾何體，不同幾何體所需要的參數(shù)有所不同，大概是width、height、radius、depth、segment、detail、angle等屬性

更多geometry相關(guān)api

BufferGeometry和Geometry有什么不同?就實(shí)現(xiàn)的效果來說它們都是一樣，但是BufferGeometry的多了一些頂點(diǎn)屬性，且性能較好。對(duì)于開發(fā)者來說，Geometry對(duì)象屬性少體驗(yàn)更好。THREE解析幾何體對(duì)象的時(shí)候，如果是Geometry，則會(huì)把對(duì)象轉(zhuǎn)換成ufferGeometry對(duì)象，再進(jìn)行下一步渲染

material

一個(gè)物體很多的物理性質(zhì)，取決于其材料，材料也決定了幾何體的外表。材料的創(chuàng)建方法也是new，如Lambert材料：const?material?=?new?THREE.MeshLambertMaterial();
復(fù)制代碼

一個(gè)物體是否有鏡面感、亮暗、顏色、透明、是否反光等性質(zhì)，取決于使用什么材料。THREE.xxxMaterial指的是框架自帶的材料，不同材料所需要的參數(shù)也是有所不同

更多material相關(guān)api

有了geometry和material,就可以創(chuàng)建一個(gè)mesh并追加到場(chǎng)景中：

const?mesh?=?new?THREE.Mesh(geometry,?material);scene.add(mesh);
復(fù)制代碼

光源

一個(gè)3d世界，如果需要更加逼真，那就需要光源了。光也有很多種，常見的有平行光（圖2）、點(diǎn)光源（圖3）、環(huán)境光（環(huán)境光充滿所有的幾何體表面）、聚光燈（圖1）

其中，只有平行光、點(diǎn)光源才能產(chǎn)生陰影。而且有的材料是受光源影響，沒有光就是黑的。而一些材料是不受光影響的。光源的創(chuàng)建，如直射光：

const?light?=?new?THREE.DirectionalLight(0xffffff,?0.9)
復(fù)制代碼

THREE.xxxLight指的是框架自帶的光源構(gòu)造函數(shù)，一般實(shí)例化的時(shí)候需要的參數(shù)是color、intensity、distance等配置。另外，一個(gè)3d世界當(dāng)然不是一種光構(gòu)成，所以光可以疊加，疊加的結(jié)果作用與物體上。

而且物體的影子也不是白送的，需要某些支持影子的光加上開發(fā)者配置：

//?光產(chǎn)生影子light.castShadow?=?true;//?地面接受影子ground.receiveShadow?=?true;//?物體產(chǎn)生影子mesh.castShadow?=?true;
復(fù)制代碼

更多光源相關(guān)的api

更多影子相關(guān)的api

3. 調(diào)試工具

軌道控制器

加上此控制器，就可以通過鼠標(biāo)拖拽、滾動(dòng)對(duì)整個(gè)畫面進(jìn)行拖拽放縮 軌道控制器代碼在THREE官方github上，如果使用的時(shí)候報(bào)錯(cuò)THREE.OrbitControls is not a constructor，那么就copy一份下來，第一行加一個(gè)window：window.THREE.OrbitControls = ...

使用方法就是new一個(gè)控制器，然后監(jiān)聽變化，觸發(fā)render

?const?controls?=?new?THREE.OrbitControls(camera,?renderer.domElement);
?controls.addEventListener("change",?()?=>?{
?renderer.render(scene,?camera);
?});
?controls.minDistance?=?1;
?controls.maxDistance?=?2000;
?controls.enablePan?=?false;復(fù)制代碼

性能監(jiān)控

源代碼?？梢钥截愊聛?，掛在window上

官方大部分例子都使用了一個(gè)stat的插件，在左上角會(huì)出現(xiàn)性能變化的曲線，供我們調(diào)試使用。使用方法：

?const?stat?=?new?Stats();?document.body.appendChild(stat.dom);?
?//?改造render函數(shù)
?function?render()?{
?renderer.render(scene,?camera);
?stat.update();
?}
復(fù)制代碼

4. let's coding

先把場(chǎng)景、攝像機(jī)、渲染器弄出來，然后添加一個(gè)紅色的球

?function?init()?{?const?renderer?=?new?THREE.WebGLRenderer();
?renderer.setPixelRatio(window.devicePixelRatio);
?renderer.setSize(window.innerWidth,?window.innerHeight);?document.body.appendChild(renderer.domElement);?//?場(chǎng)景
?const?scene?=?new?THREE.Scene();?//?相機(jī)
?const?camera?=?new?THREE.PerspectiveCamera(?90,?window.innerWidth?/?window.innerHeight,?0.1,?100
?);
?camera.position.set(10,?0,?0);?//?軌道控制器
?const?controls?=?new?THREE.OrbitControls(camera,?renderer.domElement);
?controls.addEventListener("change",?render);
?controls.minDistance?=?1;
?controls.maxDistance?=?200;
?controls.enablePan?=?false;?//?新增一個(gè)紅色球
?const?geometry?=?new?THREE.SphereGeometry(1,?10,?10);?const?material?=?new?THREE.MeshBasicMaterial({?color:?0xff0000?});?const?mesh?=?new?THREE.Mesh(geometry,?material);
?scene.add(mesh);?//?坐標(biāo)軸輔助線
?scene.add(new?THREE.AxisHelper(1000));
?controls.update();?//?控制器需要
?controls.target.copy(mesh.position);?function?render()?{
?renderer.render(scene,?camera);
?}?function?r()?{
?render();
?requestAnimationFrame(r)
?}
?r()
?}
?
?init();
復(fù)制代碼

此時(shí)，可以看見坐標(biāo)原點(diǎn)上有一個(gè)球。其實(shí)，一個(gè)幾何體紋理是可以使用圖片的，甚至還可以使用視頻，此時(shí)不能雙擊打開html，需要本地起一個(gè)服務(wù)器打開。我們改造一下mesh:

?function?addImg(url,?scene,?n?=?1)?{
?const?texture?=?THREE.ImageUtils.loadTexture(url);
?const?material?=?new?THREE.MeshBasicMaterial({?map:?texture?});
?const?geometry?=?new?THREE.SphereGeometry(1,?10,?10);
?const?mesh?=?new?THREE.Mesh(geometry,?material);?scene.add(mesh);?return?mesh;
?}
?
?
?//?const?geometry?=?new?THREE.SphereGeometry(1,?10,?10);
?//?const?material?=?new?THREE.MeshBasicMaterial({?color:?0xff0000?});
?//?const?mesh?=?new?THREE.Mesh(geometry,?material);
?//?去酷家樂找了一個(gè)圖
?const?mesh?=?addImg("https://qhyxpicoss.kujiale.com/r/2019/07/01/L3D137S8ENDIADDWAYUI5L7GLUF3P3WS888_3000x4000.jpg?x-oss-process=image/resize,m_fill,w_1600,h_920/format,webp",?scene,?1);?
?scene.add(mesh);
復(fù)制代碼

原點(diǎn)顯示一個(gè)圖作為紋理的球

基本都o(jì)k了，怎么實(shí)現(xiàn)全景看房呢？我們上面的條件都o(jì)k了，最后需要做的事情是：將攝像機(jī)放在球體中心、軌道控制器放縮上限最小最大設(shè)置成1和2、渲染mesh內(nèi)表面

?//?調(diào)整max
?controls.minDistance?=?1;?//?controls.maxDistance?=?200;
?controls.maxDistance?=?2;?
?//?調(diào)整球大小
?//?const?geometry?=?new?THREE.SphereGeometry(1,?10,?10);
?const?geometry?=?new?THREE.SphereGeometry(50,?256,?256);?
?//?攝像機(jī)放球體中心
?//?camera.position.set(10,?0,?0);
?camera.position.set(-0.3,?0,?0);?
?//?渲染球體的雙面
?const?material?=?new?THREE.MeshLambertMaterial({?map:?texture?});
?material.side?=?THREE.DoubleSide;
復(fù)制代碼

全景看房的效果就出來了，然后只需拖動(dòng)就可以調(diào)整角度了。引入是普通平面圖，所以圖的首尾交接有一點(diǎn)問題。

這只是實(shí)現(xiàn)的一個(gè)思路，實(shí)現(xiàn)的方法有很多，如柱體、立方體，圖片可能是扇形的全景圖也可能是多個(gè)圖片拼接起來的。具體的細(xì)節(jié)根據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)行調(diào)整