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通过漫天花雨来入门 Three.js

亿华云2025-10-03 02:15:13【域名】2人已围观

简介随着元宇宙概念的火爆,3D 渲染相关的技术频繁被提及,而 Three.js 是基于 WebGL 的 api 封装的用于简化 3D 场景的开发的框架, 是入门 3D 的不错的抓手,今天我们就来入门下 T

随着元宇宙概念的通过火爆,3D 渲染相关的漫天技术频繁被提及,而 Three.js 是花雨基于 WebGL 的 api 封装的用于简化 3D 场景的开发的框架, 是入门入门 3D 的不错的抓手,今天我们就来入门下 Three.js。通过

我们基于 Three.js 来实现一个花瓣雨的漫天效果。

Three.js 的花雨基础

Three.js 用于渲染一个 3D 的场景,里面会有很多物体,入门比如立方体、通过圆柱、漫天圆环、花雨圆锥等各种几何体(以 Geometry 为后缀),入门比如点(Points)线(Line)面(Sprite)等基础物体。通过这些所有的漫天物体怎么管理呢?

用一个场景 Scene 来承载,所有的花雨物体都会被添加到 Scene 里。

所以有这样的 api:

const scene = new THREE.Scene(); scene.add(xxx); scene.add(yyy); 

当然,物体之间可以做分组 Group,组内的香港云服务器物体可以统一管理,之后再添加到 Scene 里。

const scene = new THREE.Scene(); const group = new THREE.Group(); group.add(xxx); group.add(yyy); scene.add(group); 

这种场景、物体、分组的概念,在很多游戏引擎中也有类似的 api,大家都是这么来管理的。

可以添加到 Scene 中的物体,除了几何体(Geometry)、点线面等,还有辅助工具,比如坐标系工具(AxisHelper)。其实这些工具也是用集合体、点线面封装出来的,只不过是作为工具来临时添加到 Scene 中。

const axisHelper = new THREE.AxisHelper(max); scene.add(axisHelper) 

有了场景和场景中的各种物体,怎么渲染出来呢?

调用 Renderer,这个类是专门负责渲染 Scene 中各种物体的。

但是还有个问题,三维的世界(scene)怎么渲染到二维的源码库屏幕呢?

如图,从一个点找个角度来看三维世界,或者从一个平面来平行的看三维世界,看到的就是二维的。

这两种方式,第一种叫做透视、第二种叫做正交。

生成二维图像,就像照相机的功能一样,所以这种概念叫做 Camera。

在 Three.js 里面有 PerspectiveCamera (透视相机)和 OrthographicCamera(正交相机),分别对应上面两种三维转二维的方式。

这两个 Camera 的参数还是挺多的,但是理解了也挺简单:

new Three.PerspectiveCamera( fov, aspect, near, far ) new Three.OrthographicCamera( left, right, top, bottom, near, far ) 

先看透视相机的,它要看三维世界,那就要有一个最近和最远两个位置,然后从一个点看过去会有一个视野的角度,看到的画面还有个宽高比。

这就是为什么 PerspectCamera 有 near、亿华云计算far、fov、aspect 这四个参数。

正交相机的参数也是差不多的意思,不过因为不是从一个点,看的,而是从一个面做的投影,那么就没有角度的参数,而是有上下左右的四个面位置的参数。

正交相机的上下左右位置也不是随便的,比例要和画面的宽高比一样,所以一般都是这么算:

const width = window.innerWidth; const height = window.innerHeight; //窗口宽高比 const k = width / height; //三维场景的显示的上下范围 const s = 200; // 上下范围 s 再乘以宽高比 k 就是左右的范围,而远近随便设置一个数就行 const camera = new THREE.OrthographicCamera(-s * k, s * k, s, -s, 1, 1000); 

上面的正交相机的参数里面,远近可以设置为 1 和 1000,上下设置为 200,左右就可以根据宽高比算出来。这就是相机所看到的二维画面的范围。

有了场景 Scene 中的各种物体,有了照相机 Camera,就可以用渲染器 Renderer 渲染出画面来了。

const renderer = new THREE.WebGLRenderer(); //设置渲染区域尺寸 renderer.setSize(width, height) renderer.render(scene, camera) 

不过,一般不会只渲染一帧,有动画效果的话,会使用 requestAnimationFrame 的 api 一帧帧的不停渲染。

function render() {      renderer.render(scene, camera)     requestAnimationFrame(render) } render(); 

这就是 Three.js 的大概流程:Scene 中有几何体Geometry、点线面、辅助工具等各种物体,物体还可以做分组,然后通过正交或者透视相机来设置看到的二维画面,之后用 Renderer 渲染出来。有动画效果的话,要用 requestAnimationFrame 来一帧帧的渲染。

下面我们来实现一下花瓣雨的效果。

花瓣雨实现

首先我们要创建场景 Scene 中的物体,也就是各种花瓣,这个需要显示的是一个平面,可以用 Sprite。

Sprite 是精灵的意思,在 Three.js 中,它就是一个永远面向相机的二维平面。

我们给 Sprite 贴上花瓣的纹理就可以了。

我们先准备一些花瓣的贴图,类似这种:

花瓣的数量有很多,我们生成 400 个,加到花瓣分组里,然后添加到场景中:

const scene = new THREE.Scene(); /**  * 花瓣分组  */ const petal = new THREE.Group(); function create() {      var texture1 = new THREE.TextureLoader().load("img/h1.png");     var texture2 = new THREE.TextureLoader().load("img/h2.png");     var texture3 = new THREE.TextureLoader().load("img/h3.png");     var texture4 = new THREE.TextureLoader().load("img/h4.png");     var texture5 = new THREE.TextureLoader().load("img/h5.png");     var imageList = [texture1, texture2, texture3, texture4, texture5];     for (let i = 0; i < 400; i++) {          var spriteMaterial = new THREE.SpriteMaterial({              map: imageList[Math.floor(Math.random() * imageList.length)],//设置精灵纹理贴图         });         var sprite = new THREE.Sprite(spriteMaterial);         petal.add(sprite);         sprite.scale.set(40, 50, 1);          sprite.position.set(2000 * (Math.random() - 0.5), 2000 * Math.random(), 0)     }     scene.add(petal) } create(); 

400 个 Sprite 随机贴上了不同的花瓣的纹理贴图,然后设置了下放缩,之后随机设置了一个在场景中的位置。

我们在 Scene 中加入坐标系辅助工具来看下坐标:

const axisHelper = new THREE.AxisHelper(1000); scene.add(axisHelper) 

红色是 x 轴,向右是递增的,绿色是 y 轴,向上是递增的。z 轴我们暂时用不到。

所以,根据代码,花瓣的 x 的范围就是随机的 -1000 到 1000,y 的范围就是 0 到 2000。

然后,我们创建正交相机:

const width = window.innerWidth; const height = window.innerHeight; //窗口宽高比 const k = width / height; //三维场景的显示的上下范围 const s = 200; const camera = new THREE.OrthographicCamera(-s * k, s * k, s, -s, 1, 1000); 

设置下相机的位置和方向:

camera.position.set(0, 200, 500) camera.lookAt(scene.position) 

我们创建相机的时候指定了二维能显示的范围,相机在这个范围内的哪个位置都行。

然后创建渲染器,设置下大小和背景颜色,把渲染到的 canvas 元素插入到 dom 中。

const renderer = new THREE.WebGLRenderer(); //设置渲染区域尺寸 renderer.setSize(width, height) //设置背景颜色 renderer.setClearColor(0xFFFFFF, 1) //body元素中插入canvas对象 document.body.appendChild(renderer.domElement) 

之后就用 requestAnimation 不断地一帧帧渲染就行了。

function render() {      petal.children.forEach(sprite => {          sprite.position.y -= 1;         sprite.position.x += 0.5;         if (sprite.position.y < -400) {              sprite.position.y = 800;         }         if (sprite.position.x > 1000) {              sprite.position.x = -1000         }     });     renderer.render(scene, camera)     requestAnimationFrame(render) } 

每次重新渲染之前,我们修改下花瓣的位置,产生下落效果,如果超出了范围,就移到上面去重新开始落,这样就是不间断的花瓣雨效果。

完整代码如下:

<!DOCTYPE html> <html lang="en"> <head>     <meta charset="UTF-8">     <title>花瓣雨</title>     <style>         body {              margin: 0;             overflow: hidden;         }     </style>     <script src="js/three.min.js"></script> </head> <body> <script>     const scene = new THREE.Scene();     /**      * 花瓣分组      */     const petal = new THREE.Group();     const width = window.innerWidth;     const height = window.innerHeight;     //窗口宽高比     const k = width / height;     //三维场景的显示的上下范围     const s = 200;     const camera = new THREE.OrthographicCamera(-s * k, s * k, s, -s, 1, 1000);     const renderer = new THREE.WebGLRenderer();     function create() {          //设置相机位置         camera.position.set(0, 200, 500)         camera.lookAt(scene.position)         //设置渲染区域尺寸         renderer.setSize(width, height)         //设置背景颜色         renderer.setClearColor(0xFFFFFF, 1)         //body元素中插入canvas对象         document.body.appendChild(renderer.domElement)         // const axisHelper = new THREE.AxisHelper(1000);         // scene.add(axisHelper)         var textureTree1 = new THREE.TextureLoader().load("img/h1.png");         var textureTree2 = new THREE.TextureLoader().load("img/h2.png");         var textureTree3 = new THREE.TextureLoader().load("img/h3.png");         var textureTree4 = new THREE.TextureLoader().load("img/h4.png");         var textureTree5 = new THREE.TextureLoader().load("img/h5.png");         var imageList = [textureTree1, textureTree2, textureTree3, textureTree4, textureTree5];         for (let i = 0; i < 400; i++) {              var spriteMaterial = new THREE.SpriteMaterial({                  map: imageList[Math.floor(Math.random() * imageList.length)],//设置精灵纹理贴图             });             var sprite = new THREE.Sprite(spriteMaterial);             petal.add(sprite);             sprite.scale.set(40, 50, 1);              sprite.position.set(2000 * (Math.random() - 0.5), 2000 * Math.random(), 0)         }         scene.add(petal)     }     function render() {          petal.children.forEach(sprite => {              sprite.position.y -= 1;             sprite.position.x += 0.5;             if (sprite.position.y < -400) {                  sprite.position.y = 800;             }             if (sprite.position.x > 1000) {                  sprite.position.x = -1000             }         });         renderer.render(scene, camera)         requestAnimationFrame(render)     }     create()     render() </script> </body> </html> 

总结

Three.js 是为了简化 3D 渲染的框架,它提供了场景 Scene 的 api,里面可以包含各种可渲染的物体:立方体、圆锥等各种几何体 Geometry、点线面、坐标系等辅助工具。这些物体还可以通过 Group 分组来统一管理。

Sence 要渲染出来需要指定一个相机,分为从点去看的透视相机 PerspectiveCamera,从平面去投影的正交相机 OrthographicCamera。理解了它们的原理才能理解 Camera 的参数。

之后通过 Renderer 渲染出来,如果有动画需要用 requestAnimationFrame 来一帧帧的渲染。

这是 Three.js 的大概渲染流程。

之后我们实现了一个花瓣雨的案例。用到了 Sprite 这种物体,它是一个永远面向相机的平面,用来做这种效果很合适。

当然,Three.js 的东西还是比较多的,这篇文章只是入下门,后面我们会继续深入,做更多的有意思的 3D 场景和效果。

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