使用Three.js實現(xiàn)太陽系八大行星的自轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)示例代碼
一. Three.js框架簡介
Three.js是用javascript編寫的WebGL第三方庫，運(yùn)用three.js框架寫3D程序，就如同在現(xiàn)實生活中觀察一個3D場景一樣，讓人置身其中。介紹three.js必須提到它的三大組件,Scene,Camera,Render。它們是整個框架的基礎(chǔ)，有了這三個組件才能將物體渲染到網(wǎng)頁上，實現(xiàn)整個場景的搭建。
場景(scene)
顧名思義，就是用來放置所有的元素。
var scene = new THREE.Scene(); //建立場景
相機(jī)(camera)
相機(jī)，我們要在哪個位置，如何去看這些元素。
相機(jī)分為多種，不展開介紹，這里我們使用的是 透視相機(jī)。
var camera = new THREE.PerspectiveCamera(60, window.innerWidth / window.innerHeight, 1, 10000); //設(shè)置相機(jī)為 角度60度，寬高比，最近端Z軸為1,最遠(yuǎn)端Z軸為10000
我們可以通過一張來自three.js文檔中的圖片來了解這些屬性
渲染器(render)
當(dāng)把場景中的所有內(nèi)容準(zhǔn)備好后，就可以對場景進(jìn)行渲染，表示我們怎樣來繪制這些元素。
渲染器也分為多種，這里使用的是WebGLRenderer;
var renderer = new THREE.WebGLRenderer();
具體步驟：建立元素->定義相機(jī)->搭建場景->將元素和相機(jī)放入場景中->渲染場景
具體代碼我們會在后面介紹，然后讓我們先瞅一眼效果圖。
二. 基本初始化
這里直接在CDN上引入three.js
<script src="https://cdn.bootcss.com/three.js/r83/three.min.js"></script>
注：因為某些行星的大小，轉(zhuǎn)速，距離差距過大，所以進(jìn)行了一些不平衡調(diào)整。
下面將一一分析這些元素是如何放入的。
1.canvas
我們沒有把場景直接掛載到body中，而是在body中放置了一個canvas畫布，在其上顯示。
2.背景
我們沒有做3D的旋轉(zhuǎn)背景，而是直接放了一張背景圖作為小太陽系的背景。這張背景圖是直接在canvas中放置的。
<canvas id="webglcanvas"></canvas>
renderer = new THREE.WebGLRenderer({ //定義渲染器
alpha: true, //讓背景透明,默認(rèn)是黑色，以顯示我們自己的背景圖
});
renderer.setClearAlpha(0);
//css文件
#webglcanvas {
background: url(./images/bg4.jpg) no-repeat;
background-size: cover;
}
但如果只是這樣簡單的操作是沒有用的，因為在添加渲染器后，會默認(rèn)添加一個背景顏色為黑色。所以要在渲染器中設(shè)置它的alpha屬性(WebGL渲染器及屬性方法)，讓背景透明，以顯示我們自己的背景圖
3.定義基本組件
定義場景
scene = new THREE.Scene(), //建立場景
定義照相機(jī)位置
camera = new THREE.PerspectiveCamera(60, window.innerWidth / window.innerHeight, 1,10000); //設(shè)置相機(jī)為 角度60度，寬高比，最近端Z軸為1,最遠(yuǎn)端Z軸為10000 camera.position.z = 2000; //調(diào)整相機(jī)位置 camera.position.y = 500;
建立一個組
組可以看作是一些元素的容器，將某些有共同特征的元素放在一個組里。
group = new THREE.Group(), //建立一個組
我會在第三節(jié)解釋為什么要建立額外16個組。
//下面這些組用來建立每個星球的父元素,以實現(xiàn) 八大行星不同速度的公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn) var group1 = new THREE.Group(); groupParent1 = new THREE.Group(); group2 = new THREE.Group(); groupParent2 = new THREE.Group(); group3 = new THREE.Group(); groupParent3 = new THREE.Group(); group4 = new THREE.Group(); groupParent4 = new THREE.Group(); group5 = new THREE.Group(); groupParent5 = new THREE.Group(); group6 = new THREE.Group(); groupParent6 = new THREE.Group(); group7 = new THREE.Group(); groupParent7 = new THREE.Group(); group8 = new THREE.Group(); groupParent8 = new THREE.Group();
定義渲染器
WebGLRenderer中有一個用來繪制輸出的canvas對象,現(xiàn)在獲取設(shè)置的canvas放入我們渲染器中的canvas對象中
var canvas = document.getElementById('webglcanvas'),
renderer = new THREE.WebGLRenderer({ //定義渲染器
alpha: true, //讓背景透明,默認(rèn)是黑色 以顯示我們自己的背景圖
canvas: canvas, //一個用來繪制輸出的Canvas對象
antialias: true //抗鋸齒
});
renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight); //設(shè)置渲染器的寬高
4.初始化函數(shù)
在這個函數(shù)中進(jìn)行一系列的初始化操作。
function init() { //用來初始化的函數(shù)
scene.add(group); //把組都添加到場景里
scene.add(groupParent1);
scene.add(groupParent2);
scene.add(groupParent3);
scene.add(groupParent4);
scene.add(groupParent5);
scene.add(groupParent6);
scene.add(groupParent7);
scene.add(groupParent8);
var loader = new THREE.TextureLoader();/*材質(zhì) 紋理加載器*/
// 太陽
loader.load('./images/sun1.jpg', function (texture) {
var geometry = new THREE.SphereGeometry(250, 20, 20) //球體模型
var material = new THREE.MeshBasicMaterial({ map: texture }) //材質(zhì) 將圖片解構(gòu)成THREE能理解的材質(zhì)
var mesh = new THREE.Mesh(geometry, material); //網(wǎng)孔對象 第一個參數(shù)是幾何模型(結(jié)構(gòu)),第二參數(shù)是材料(外觀)
group.add(mesh);//添加到組里
})
// 水星
loader.load('./images/water.jpg', function (texture) {
var geometry = new THREE.SphereGeometry(25, 20, 20) //球型
var material = new THREE.MeshBasicMaterial({ map: texture }) //材質(zhì) 將圖片解構(gòu)成THREE能理解的材質(zhì)
var mesh = new THREE.Mesh(geometry, material);
group1.position.x -= 300;
group1.add(mesh);
groupParent1.add(group1);
})
//其它7顆行星參數(shù)因為太長了在這里就不給出了，但參數(shù)的設(shè)置原理都是一樣的
}
簡要解釋一下：
var loader = new THREE.TextureLoader();是定義了一個材質(zhì)紋理加載器。
var geometry = new THREE.SphereGeometry(250, 20, 20);建立一個球體模型，球體半徑為250，水平分割面的數(shù)量20，垂直分割面的數(shù)量20。
var mesh = new THREE.Mesh(geometry, material);網(wǎng)孔對象。
具體作用就是創(chuàng)建一個球體元素，先構(gòu)建框架，在用行星的平面圖將它包裹起來，就形成了一顆行星，再把這顆行星添加到組里，之后再把組添加到場景里。這里就構(gòu)建單個元素的過程。
那么為什么太陽直接添加到組里，而水星要用兩個組層級添加，且給它的位置設(shè)偏移呢。我們來到第三節(jié)。
三. 自轉(zhuǎn)同時公轉(zhuǎn)
旋轉(zhuǎn)方式：我們要實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)功能有三種方式
1.旋轉(zhuǎn)照相機(jī) 2.旋轉(zhuǎn)整個場景(Scene) 3.旋轉(zhuǎn)單個元素。
因為我們這里每個行星的自轉(zhuǎn)速度，公轉(zhuǎn)速度都不一樣。所以設(shè)置整體旋轉(zhuǎn)并不可行，所以要給每個元素設(shè)置不同的旋轉(zhuǎn)屬性。
旋轉(zhuǎn)機(jī)制：這里介紹物體的rotation屬性，相對于自身旋轉(zhuǎn)。
例如：
scene.rotation.y += 0.04; //整個場景繞自身的Y軸逆時針旋轉(zhuǎn)
進(jìn)入正題
Scene中的所有元素使用rotation.y屬性，默認(rèn)旋轉(zhuǎn)軸都為這根Y軸，因為它們初始化Y軸就是這根軸。
所以讓太陽旋轉(zhuǎn)直接讓它的組旋轉(zhuǎn)就行了group.rotation.y += 0.04;
而其它行星需要讓它們圍繞著太陽轉(zhuǎn)，就要先給它們自身設(shè)置一個位置偏移。例如水星：group1.position.x -= 300; 而此時設(shè)置group1.rotation.y屬性，它就會實現(xiàn)自轉(zhuǎn)。因為它的Y軸位置已經(jīng)改變了。
那么此時要想再實現(xiàn)公轉(zhuǎn)，在這個對象中是找不到默認(rèn)Y軸這根線的。所以我們給group1再設(shè)置了一個“父元素”groupParent1。groupParent1.add(group1);
當(dāng)我們移動了group1時，groupParent1的位置是沒有變的，自然它的Y軸也不會變，又因為groupParent1包含了group1，所以旋轉(zhuǎn)groupParent1時，group1也會繞著初始的默認(rèn)Y軸旋轉(zhuǎn)。所以設(shè)置那么多組，是為了實現(xiàn)每顆行星不同的速度和公轉(zhuǎn)的同時自轉(zhuǎn)。
四. 其他實現(xiàn)函數(shù)
function render() {
renderer.render(scene, camera);
camera.lookAt(scene.position); //讓相機(jī)盯著場景的位置 場景始終在中間
}
//設(shè)置公轉(zhuǎn)
function revolution(){
groupParent1.rotation.y += 0.15;
groupParent2.rotation.y += 0.065;
groupParent3.rotation.y += 0.05;
groupParent4.rotation.y += 0.03;
groupParent5.rotation.y += 0.001;
groupParent6.rotation.y += 0.02;
groupParent7.rotation.y += 0.0005;
groupParent8.rotation.y += 0.003;
}
//設(shè)置自轉(zhuǎn)
function selfRotation(){
group.rotation.y += 0.04;
group1.rotation.y += 0.02;
group2.rotation.y -= 0.005;
group3.rotation.y += 1;
group4.rotation.y += 1;
group5.rotation.y += 1.5;
group6.rotation.y += 1.5;
group7.rotation.y -= 1.5;
group8.rotation.y += 1.2;
}
function Animation() {
render();
selfRotation();
revolution();
requestAnimationFrame(Animation);
}
最后再調(diào)用一下 init()和Animation()函數(shù)就OK了。
總結(jié)
以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值，謝謝大家對腳本之家的支持。
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