ThreeJS-3D教学二：基础形状展示

three中提供了22 个基础模型，此案例除了 EdgesGeometry、ExtrudeGeometry、TextGeometry、WireframeGeometry，涵盖 17 个形状。

 Fog  雾化设置，这是scene场景效果EdgesGeometry , WireframeGeometry 更多地可能作为辅助功能去查看几何体的边和线框ExtrudeGeometry 则是将一个二维图形沿 z 轴拉伸出一个三维图形TextGeometry 则需要从外部加载特定格式的字体文件（可在 typeface.js_three 网站上进行转换）进行渲染，其内部依然使用 ExtrudeGeometry 对字体进行拉伸，从而形成三维字体。另外，该类字体的本质是一系列类似SVG 的指令。所以，字体越简单（如直线越多），就越容易被正确渲染。planeGeometry  底层BoxGeometry（长方体）CircleGeometry（圆形）ConeGeometry（圆锥体）CylinderGeometry（圆柱体）DodecahedronGeometry（十二面体）IcosahedronGeometry（二十面体）LatheGeometry（让任意曲线绕 y 轴旋转生成一个形状，如花瓶）OctahedronGeometry（八面体）ParametricGeometry（根据参数生成形状）PolyhedronGeometry（多面体）RingGeometry（环形）ShapeGeometry（二维形状）SphereGeometry（球体）TetrahedronGeometry（四面体）TorusGeometry（圆环体）TorusKnotGeometry（换面纽结体）TubeGeometry（管道）

我们先看下效果图
在这里插入图片描述
看代码

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head><meta charset="UTF-8"><title>Title</title><style>body {width: 100%;height: 100%;}* {margin: 0;padding: 0;}.label {font-size: 20px;color: #000;font-weight: 700;}</style>
</head>
<body>
<div id="container"></div>
<script type="importmap">{"imports": {"three": "../three-155/build/three.module.js","three/addons/": "../three-155/examples/jsm/"}}
</script>
<script type="module">
import * as THREE from 'three';
import Stats from 'three/addons/libs/stats.module.js';
import { OrbitControls } from 'three/addons/controls/OrbitControls.js';
import { GPUStatsPanel } from 'three/addons/utils/GPUStatsPanel.js';
import { CSS2DRenderer, CSS2DObject } from 'three/addons/renderers/CSS2DRenderer.js';
import { createMultiMaterialObject } from 'three/addons/utils/SceneUtils.js';
import { ParametricGeometry } from 'three/addons/geometries/ParametricGeometry.js';
import { ParametricGeometries } from 'three/addons/geometries/ParametricGeometries.js';
let stats, labelRenderer, gpuPanel;
let camera, scene, renderer, mesh, target, controls, meshs = [];
const group = new THREE.Group();
/**在 Three.js 中可以渲染着色器的材质有两种：RawShaderMaterial 和 ShaderMaterial，它们之间的区别是 ShaderMaterial 会自动将一些初始化着色器的参数添加到代码中（内置 attributes 和 uniforms），而 RawShaderMaterial 则什么都不会添加。*/
init();
initHelp();
initLight();
axesHelperWord();
animate();meshs = addGeometries();
addPlane();function addPlane() {// 创建一个平面 PlaneGeometry(width, height, widthSegments, heightSegments)const planeGeometry = new THREE.PlaneGeometry(120, 140, 1, 1);// 创建 Lambert 材质：会对场景中的光源作出反应，但表现为暗淡，而不光亮。const planeMaterial = new THREE.MeshLambertMaterial({color: 0xffffff});const plane = new THREE.Mesh(planeGeometry, planeMaterial);// 以自身中心为旋转轴，绕 x 轴顺时针旋转 45 度plane.rotation.x = -0.5 * Math.PI;plane.position.set(0, -4, 0);scene.add(plane);
}function addGeometries() {const geoms = [];const meshs = [];// 共 22 个形状，除了 EdgesGeometry、ExtrudeGeometry、TextGeometry、WireframeGeometry，下面涵盖 17 个（PlaneGeometry在上面）// Box 长方体geoms.push(new THREE.BoxGeometry(8, 8, 8));// Circle 圆形geoms.push(new THREE.CircleGeometry(8, 32));// Cone 圆锥体geoms.push(new THREE.ConeGeometry(8, 20, 32));// Cylinder 圆柱体geoms.push(new THREE.CylinderGeometry(5, 5, 20, 32));// Dodecahedron 十二面体geoms.push(new THREE.DodecahedronGeometry(8));// Icosahedron 二十面体geoms.push(new THREE.IcosahedronGeometry(8));// Lathe 让任意曲线绕 y 轴旋转生成一个形状，如花瓶const lathePoints = [];for (let i = 0; i < 10; i++) {lathePoints.push(new THREE.Vector2(Math.sin(i * 0.2) * 5 + 2.5, (i - 5) * 2));}geoms.push(new THREE.LatheGeometry(lathePoints));// Octahedron 八面体geoms.push(new THREE.OctahedronGeometry(8));// Parametric：根据参数生成形状，THREE.ParametricGeometries.klein 是 ParametricGeometries.js_three 库提供geoms.push(new ParametricGeometry(ParametricGeometries.klein, 10, 10));const verticesOfCube = [-1, -1, -1, 1, -1, -1, 1, 1, -1, -1, 1, -1,-1, -1, 1, 1, -1, 1, 1, 1, 1, -1, 1, 1,];const indicesOfFaces = [2, 1, 0, 0, 3, 2,0, 4, 7, 7, 3, 0,0, 1, 5, 5, 4, 0,1, 2, 6, 6, 5, 1,2, 3, 7, 7, 6, 2,4, 5, 6, 6, 7, 4];// Polyhedron 多面体geoms.push(new THREE.PolyhedronGeometry(verticesOfCube, indicesOfFaces, 8, 1));// Ring 环形geoms.push(new THREE.RingGeometry(3, 8, 16));// Shape 二维形状(心形)let x = 0, y = 0;let heartShape = new THREE.Shape();heartShape.moveTo(x + 5, y + 5);heartShape.bezierCurveTo(x + 5, y + 5, x + 4, y, x, y);heartShape.bezierCurveTo(x - 6, y, x - 6, y + 7, x - 6, y + 7);heartShape.bezierCurveTo(x - 6, y + 11, x - 3, y + 15.4, x + 5, y + 19);heartShape.bezierCurveTo(x + 12, y + 15.4, x + 16, y + 11, x + 16, y + 7);heartShape.bezierCurveTo(x + 16, y + 7, x + 16, y, x + 10, y);heartShape.bezierCurveTo(x + 7, y, x + 5, y + 5, x + 5, y + 5);geoms.push(new THREE.ShapeGeometry(heartShape));// Sphere 球体geoms.push(new THREE.SphereGeometry(8, 24, 24));// Tetrahedron 四面体geoms.push(new THREE.TetrahedronGeometry(8));// Torus 圆环体geoms.push(new THREE.TorusGeometry(6, 2, 16, 100));// TorusKnot 环面纽结体geoms.push(new THREE.TorusKnotGeometry(6, 2, 100, 16));// Tube 管道const points = [];for (let i = 0; i < 5; i++) {const randomX = -10 + Math.round(Math.random() * 20);const randomY = -7 + Math.round(Math.random() * 20);const randomZ = -10 + Math.round(Math.random() * 20);points.push(new THREE.Vector3(randomX, randomY, randomZ));}geoms.push(new THREE.TubeGeometry(new THREE.CatmullRomCurve3(points), 20, 2, 8, false));let j = 0;// 为几何体添加材质for (let i = 0; i < geoms.length; i++) {let materials = [// 内侧new THREE.MeshLambertMaterial({color: Math.random() * 0xffffff,flatShading: true, // 定义是否使用平面着色渲染材质side: THREE.DoubleSide,wireframe: true // 将几何体渲染为线框。默认值为false（即渲染为平面多边形）}),// 外侧new THREE.MeshBasicMaterial({color: Math.random() * 0xffffff,wireframe: false})];let mesh = createMultiMaterialObject(geoms[i], materials);meshs.push(mesh);// 设置每个物体的位置mesh.position.x = -36 + ((i % 4) * 24);mesh.position.y = 4;mesh.position.z = -36 + (j * 24);if ((i + 1) % 4 == 0) {j++}scene.add(mesh)}return meshs
}function init() {camera = new THREE.PerspectiveCamera( 70, window.innerWidth / window.innerHeight, 10, 2000 );camera.position.set(0, 125, 125);camera.up.set(0, 1, 0);camera.lookAt(0, 0, 0);scene = new THREE.Scene();scene.background = new THREE.Color( '#ccc' );// Fog( hex, near, far )，线性雾化。// near 表示哪里开始应用雾化效果// far 表示雾化效果在哪里结束scene.fog = new THREE.Fog(0xffffff, 0.015, 100);// FogExp2( hex, density )，指数雾化// density 是雾化强度scene.fog = new THREE.FogExp2(0xffffff, 0.005); //0.01 雾化就很重了// 雾化效果默认是全局影响的，若某个材质不受雾化效果影响，则可为材质的 fog 属性设置为 false（默认值 true）// var material = new THREE.Material({//   fog: false// });renderer = new THREE.WebGLRenderer( { antialias: true } );renderer.setPixelRatio( window.devicePixelRatio );renderer.setSize( window.innerWidth, window.innerHeight );document.body.appendChild( renderer.domElement );labelRenderer = new CSS2DRenderer();labelRenderer.setSize( window.innerWidth, window.innerHeight );labelRenderer.domElement.style.position = 'absolute';labelRenderer.domElement.style.top = '0px';labelRenderer.domElement.style.pointerEvents = 'none';document.getElementById( 'container' ).appendChild( labelRenderer.domElement );window.addEventListener( 'resize', onWindowResize );controls = new OrbitControls( camera, renderer.domElement );controls.minDistance = 10;controls.maxDistance = 1000;// 设置为true可启用阻尼（惯性），可用于为控件提供重量感。默认值为false。// 请注意，如果启用了此选项，则必须在动画循环中调用.update（）。controls.enableDamping = false;controls.screenSpacePanning = false; // 定义平移时如何平移相机的位置 控制不上下移动stats = new Stats();stats.setMode(1); // 0: fps, 1: msdocument.body.appendChild( stats.dom );gpuPanel = new GPUStatsPanel( renderer.getContext() );stats.addPanel( gpuPanel );stats.showPanel( 0 );scene.add( group );
}function initLight() {const light = new THREE.DirectionalLight(new THREE.Color('rgb(253,253,253)'));light.position.set(100, 100, -10);light.intensity = 3; // 光线强度light.castShadow = true; // 是否有阴影light.shadow.mapSize.width = 2048; // 阴影像素light.shadow.mapSize.height = 2048;// 阴影范围const d = 80;light.shadow.camera.left = -d;light.shadow.camera.right = d;light.shadow.camera.top = d;light.shadow.camera.bottom = -d;light.shadow.bias = -0.0005; // 解决条纹阴影的出现// 最大可视距和最小可视距light.shadow.camera.near = 0.01;light.shadow.camera.far = 2000;const AmbientLight = new THREE.AmbientLight(new THREE.Color('rgb(255, 255, 255)'));scene.add( light );scene.add( AmbientLight );
}function initHelp() {// const size = 100;// const divisions = 5;// const gridHelper = new THREE.GridHelper( size, divisions );// scene.add( gridHelper );// The X axis is red. The Y axis is green. The Z axis is blue.const axesHelper = new THREE.AxesHelper( 100 );scene.add( axesHelper );
}function axesHelperWord() {let xP = addWord('X轴');let yP = addWord('Y轴');let zP = addWord('Z轴');xP.position.set(50, 0, 0);yP.position.set(0, 50, 0);zP.position.set(0, 0, 50);
}function addWord(word) {let name = `<span>${word}</span>`;let moonDiv = document.createElement( 'div' );moonDiv.className = 'label';// moonDiv.textContent = 'Moon';// moonDiv.style.marginTop = '-1em';moonDiv.innerHTML = name;const label = new CSS2DObject( moonDiv );group.add( label );return label;
}function onWindowResize() {camera.aspect = window.innerWidth / window.innerHeight;camera.updateProjectionMatrix();renderer.setSize( window.innerWidth, window.innerHeight );
}function animate() {requestAnimationFrame( animate );// 各个网格（mesh）绕自身中心的 y 轴自转if (meshs.length > 0) {for (let i = 0; i < meshs.length; i++) {meshs[i].rotation.y += 0.01;}}stats.update();controls.update();labelRenderer.render( scene, camera );renderer.render( scene, camera );
}
</script>
</body>
</html>

直接复制粘贴到html文件即可看到效果，当然前提是已经提前下载了three的代码库，然后在script type="importmap"标签中改下路径就可以了。
到这一步，我们开始往场景 scene 中添加模型，也就是mesh，案例中用到了 SceneUtils.js 中的createMultiMaterialObject 创建 mesh，这个在官网中用法是这样的：
在这里插入图片描述
我们发现按官网看调用应该是SceneUtils.createMultiMaterialObject，但是这样会报错，我们看three 155版本中发现源码为：

看来新的版本已经更简洁了直接使用createMultiMaterialObject即可
从这个解错的过程中，我们可以总结一些规律，当我们发现有时官网提供的方法也会报错，解错思路是什么呢？
1、百度查问题，事实我也是这么做的，但由于这是最新版本，查询的结果大家也是推荐的官网用法，一通折腾没结果，这也是使用最新版本可能出现的一些无法预知的问题
2、这时大家可以调转思路，为什么不看一眼源码，虽然大部分源码晦涩难懂，多层嵌套，比较难发现问题，本身我也不喜欢读源码，但结果是看完源码几秒钟这个问题就解决了，所以当我们遇到问题，第一步不一定要百度，看一眼源码也是很好的

因为要写案例，在这个过程中遇到了一些问题，我就把解决问题的思路写下来分享给大家，我想这远比教会大家怎么实现效果更有助于大家成长。

回到主题我们在讲createMultiMaterialObject做了什么时，先看下一般情况下mesh是怎么做的，在代码中有一个addPlane函数：

  // 创建一个平面  PlaneGeometry(width, height, widthSegments, heightSegments)const planeGeometry = new THREE.PlaneGeometry(120, 140, 1, 1);// 创建 Lambert 材质：会对场景中的光源作出反应，但表现为暗淡，而不光亮。const planeMaterial = new THREE.MeshLambertMaterial({color: 0xffffff});// 这里new THREE.Mesh 大部分情况我们都是这样做的const plane = new THREE.Mesh(planeGeometry, planeMaterial);// 以自身中心为旋转轴，绕 x 轴顺时针旋转 45 度plane.rotation.x = -0.5 * Math.PI;plane.position.set(0, -4, 0);scene.add(plane);

Mesh

表示基于三角形多边形网格的对象的类。还可以作为其他类（如SkinnedMesh）的基础。

很显然PlaneGeometry 和 MeshLambertMaterial大家可能是第一次见到

Geometry

对原生WebGL中的顶点位置position、顶点法向量normal、顶点颜色color、顶点纹理坐标uv、顶点索引index等顶点数据进行了封装
立方体BoxGeometry、圆柱体CylinderGeometry、球体SphereGeometry等Three.js几何体类都是基于基类BufferGeometry二次封装

Materials

材质就像对象的蒙皮。它定义了几何图形的外观。Three.js提供了许多工作材料。我们应该根据我们的需要选择材料的类型。

Three.js中最常用的材料:

1、MeshBasicMateria
Three.js中非常基本的材料

2、MeshDepthMaterial
它使用与摄影机的距离来确定如何以灰度为网格着色

3、MeshNormalMaterial
此材质使用面法线向量的x/y/z值的大小来计算和设置面上显示的颜色的红/绿/蓝值

4、MeshLambertMaterial
您可以使用此材质创建外观暗淡、无光泽的表面

5、MeshPhongMaterial
此材质类似于MeshLambertMaterial，但可以创建更有光泽的曲面

6、MeshStandardMaterial
它与MeshLambertMaterial或MeshPhongMaterial类似，但提供了更准确、更逼真的外观结果。它有两个特性：粗糙度和金属性，而不是光泽

7、MeshPhysicalMaterial
它与MeshStandardMaterial非常相似。可以控制材质的反射率

以上介绍了const plane = new THREE.Mesh(planeGeometry, planeMaterial);各个部分的大概定义，
所以可以看到一个立方体就是由geometry（什么形状）、materia（什么样子），代入到Mesh中实现。
后面对各个材质大部分都会用到，具体的后面再说，想了解更深入些，大家可以用这个例子根据官方文档依次使用下，想学会这点主观能动性还是要有的

createMultiMaterialObject再看这个就按理解了，官方定义是
为材质中定义的每个材质创建一个包含新网格的新组。请注意，这与为1个网格定义多个材质的材质数组不同。这对于同时需要材质和线框实现的对象非常有用。其实就是可以实现一个模型同时具有两种材质的效果。