47 Three.js使用THREE.ParametricGeometry生成平面图形、波浪图形、和克莱因瓶

2018-02-12 18:54:09 人阅读

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案例解析

 

简介

使用THREE.ParametricGeometry可以根据传入的公式,计算出相应的几何体。这是一个很具有扩展性的几何体。

简单实现

var geometry = new THREE.ParametricGeometry(function, slices, stacks);
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通过上面的方法,就可以创建出一个THREE.ParametricGeometry的几何体。相关的参数为:

相关参数

属性 是否必需 描述
function 该属性为一个函数,该函数以u、v值作为参数定义每个顶点的位置。需要返回THREE.Vector3的值
slices 该属性定义u值应该分成多少份
stacks 该属性定义v值应该分成多少份

方法讲解

在我们设置好相关的属性值之后,THREE.ParametricGeometry会根据我们定义的slicesstacksuv生成的值传给function循环调用。uv的范围是0-1。 
举个列子:如果我们要生成一个width为10,depth为10的平面图形,将slices设置为5,stacks设置为4。function的表达式为

    //创建平面模型的方法     var plane = function (u, v) {         var x = u*10;         var y = 0;         var z = v*10;         return new THREE.Vector3(x, y, z);     };
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那么,在运算的时候,会生成的点就是:

u:0/5; v:0/4; return: THREE.Vector3(0, 0, 0); u:1/5; v:0/4; return: THREE.Vector3(2, 0, 0); u:2/5; v:0/4; return: THREE.Vector3(4, 0, 0); u:3/5; v:0/4; return: THREE.Vector3(6, 0, 0); u:4/5; v:0/4; return: THREE.Vector3(8, 0, 0); u:5/5; v:0/4; return: THREE.Vector3(10, 0, 0); u:0/5; v:1/4; return: THREE.Vector3(0, 0, 2.5); u:1/5; v:1/4; return: THREE.Vector3(2, 0, 2.5); u:2/5; v:1/4; return: THREE.Vector3(4, 0, 2.5); ... u:3/5; v:4/4; return: THREE.Vector3(6, 0, 10); u:4/5; v:4/4; return: THREE.Vector3(8, 0, 10); u:5/5; v:4/4; return: THREE.Vector3(10, 0, 10);
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然后,程序通过生成的这些一组一组的点,生成相应的面,再绘制出来。

案例代码

设置slicesstacks为120时,分的层次很多,所以生成的图形很平滑。 
平面图形 
波浪图形 
克莱因瓶 
如果设置slicesstacks为12,分的层次少,则能够看出来点的关系。 
平面图形 
波浪图形 
克莱因瓶 
通过上面我们可以看出来程序通过我们生成的点,绘制出来了,相应的图形。

案例源代码


                        

 

 
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Title</title>
    <style type="text/css">
        html, body {
            margin: 0;
            height: 100%;
        }
 
        canvas {
            display: block;
        }
 
    </style>
</head>
<body onload="draw();">
</body>
<script src="/lib/three.js"></script>
<script src="/lib/js/controls/OrbitControls.js"></script>
<script src="/lib/js/libs/stats.min.js"></script>
<script src="/lib/js/libs/dat.gui.min.js"></script>
<script>
    var renderer;
    function initRender() {
        renderer = new THREE.WebGLRenderer({antialias:true});
        //renderer.setClearColor(new THREE.Color(0xEEEEEE, 1.0)); //设置背景颜色
        renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
        document.body.appendChild(renderer.domElement);
    }
 
    var camera;
    function initCamera() {
        camera = new THREE.PerspectiveCamera(45, window.innerWidth/window.innerHeight, 1, 10000);
        camera.position.set(0, 0, 150);
    }
 
    var scene;
    function initScene() {
        scene = new THREE.Scene();
    }
 
    var light;
    function initLight() {
        scene.add(new THREE.AmbientLight(0x404040));
 
        light = new THREE.DirectionalLight(0xffffff);
        light.position.set(1,1,1);
        scene.add(light);
    }
 
    //创建平面模型的方法
    var plane = function (u, v) {
        var x = u*50;
        var y = 0;
        var z = v*50;
        return new THREE.Vector3(x, y, z);
    };
 
    //创建波浪图形的方法
    var radialWave = function (u, v) {
        var r = 50;
 
        var x = Math.sin(u) * r;
        var z = Math.sin(v / 2) * 2 * r;
        var y = (Math.sin(u * 4 * Math.PI) + Math.cos(v * 2 * Math.PI)) * 2.8;
 
        return new THREE.Vector3(x, y, z);
    };
 
    var klein = function (u, v) {
        u *= Math.PI;
        v *= 2 * Math.PI;
 
        u = u * 2;
        var x, y, z;
        if (u < Math.PI) {
            x = 3 * Math.cos(u) * (1 + Math.sin(u)) + (2 * (1 - Math.cos(u) / 2)) * Math.cos(u) * Math.cos(v);
            z = -8 * Math.sin(u) - 2 * (1 - Math.cos(u) / 2) * Math.sin(u) * Math.cos(v);
        } else {
            x = 3 * Math.cos(u) * (1 + Math.sin(u)) + (2 * (1 - Math.cos(u) / 2)) * Math.cos(v + Math.PI);
            z = -8 * Math.sin(u);
        }
 
        y = -2 * (1 - Math.cos(u) / 2) * Math.sin(v);
 
        return new THREE.Vector3(x, y, z);
    };
 
    function initModel() {
 
        //轴辅助 (每一个轴的长度)
        object = new THREE.AxisHelper( 50 );
        scene.add( object );
 
        var mesh = createMesh(new THREE.ParametricGeometry(klein, 12, 12));
        scene.add(mesh);
    }
 
    //生成模型
    function createMesh(geom) {
 
        //设置当前的模型矩阵沿xy轴偏移,让图片处于显示中心
        geom.applyMatrix(new THREE.Matrix4().makeTranslation(0, 0, 0));
 
        // 创建法向量纹理
        var meshMaterial = new THREE.MeshNormalMaterial({
            flatShading: THREE.FlatShading,
            transparent: true,
            opacity: 0.9
        });
 
        //  创建一个线框纹理
        var wireFrameMat = new THREE.MeshBasicMaterial();
        wireFrameMat.wireframe = true;
 
        // 创建模型
        var mesh = THREE.SceneUtils.createMultiMaterialObject(geom, [meshMaterial,wireFrameMat]);
 
        return mesh;
    }
 
    //初始化性能插件
    var stats;
    function initStats() {
        stats = new Stats();
        document.body.appendChild(stats.dom);
    }
 
    //用户交互插件 鼠标左键按住旋转,右键按住平移,滚轮缩放
    var controls;
    function initControls() {
 
        controls = new THREE.OrbitControls( camera, renderer.domElement );
 
        // 如果使用animate方法时,将此函数删除
        //controls.addEventListener( 'change', render );
        // 使动画循环使用时阻尼或自转 意思是否有惯性
        controls.enableDamping = true;
        //动态阻尼系数 就是鼠标拖拽旋转灵敏度
        //controls.dampingFactor = 0.25;
        //是否可以缩放
        controls.enableZoom = true;
        //是否自动旋转
        controls.autoRotate = false;
        //设置相机距离原点的最远距离
        controls.minDistance  = 20;
        //设置相机距离原点的最远距离
        controls.maxDistance  = 10000;
        //是否开启右键拖拽
        controls.enablePan = true;
    }
 
    //生成gui设置配置项
    var gui;
    function initGui() {
        //声明一个保存需求修改的相关数据的对象
        gui = {};
        var datGui = new dat.GUI();
        //将设置属性添加到gui当中,gui.add(对象,属性,最小值,最大值)
 
        //调用生成一次图形
        gui.asGeom();
    }
 
    function render() {
        renderer.render( scene, camera );
    }
 
    //窗口变动触发的函数
    function onWindowResize() {
        camera.aspect = window.innerWidth / window.innerHeight;
        camera.updateProjectionMatrix();
        render();
        renderer.setSize( window.innerWidth, window.innerHeight );
 
    }
 
    function animate() {
        //更新控制器
        controls.update();
        render();
 
        //更新性能插件
        stats.update();
        requestAnimationFrame(animate);
    }
 
    function draw() {
        initRender();
        initScene();
        initCamera();
        initLight();
        initModel();
        initControls();
        initStats();
        //initGui();
 
        animate();
        window.onresize = onWindowResize;
    }
</script>
</html>
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