Web3D-从0开始学习Threejs+Blender实现甜甜圈掉落效果| 大帅老猿threejs特训

前言

最近大帅邀请胖达老师带来了元宇宙实战特训，具体讲解了如何使用Blender进行3D建模、添加动画以及如何在Threejs中展示、控制3D模型，让我特别感慨，原来一些看似复杂的3D项目可以如此简单的实现。

Web3D 简介

Web3D的主要展示方式:

浏览器直接渲染：电脑浏览器、移动端浏览器（包括微信浏览器）微信小程序；
服务端渲染（服务端运行，效果好，运营成本高）；将3D画面像素推流到前端浏览器/小程序展示；

3D近几年流行的相关概念：

数字孪生：三维实景模型 + 多系统监控/告警数据，实现远程监管（监控、管理）;
VR：把人装进虚拟环境
AR：把虚拟装进现实

浏览器运行3D的方案

ActiveX插件： IE、Chrome老版本、Firefox老版本，已过时；

Flash：时代王者，官方已停止维护；

WebGL：浏览器原生支持（IE11基本支持，其它浏览器基本都支持）

WebGPU: 性能高，目前还未得到操作系统和浏览器的广泛支持；

可实现发布WebGL到浏览器运行的方案（从重到轻）：

Unity引擎： wasm webgl 空包：20m+ （不支持ie11低版本chrome及Firefox及国产化）

CocosCreator： webgl 空包：6m+ （不支持ie11及低版本chrome及firefox）

threejs: webgl 库大小：1m- （开源，IE11均支持）

babylonjs: webgl 库大小：4m+ （微软开源，中文资料相对较少）

今天我们就来了解Three.js

提到 Three.js，不得不先提 OpenGL 和 WebGL，OpenGL 是一个跨平台的3D/2D的绘图标准（规范），WebGL（Web Graphics Library）是一种3D绘图协议。

WebGL允许把JavaScript和OpenGL 结合在一起运用，但使用WebGL原生的API来写3D程序非常的复杂，同时需要相对较多的数学知识，对于开发者来说学习成本非常高。

Three.js是基于webGL的封装的一个易于使用且轻量级的3D库，Three.js对WebGL提供的接口进行了非常好的封装，简化了很多细节，大大降低了学习成本，极大地提高了性能，功能也非常强大。

（1）Three.js官网

（2）Three.js 的 github 地址

起步阶段先从简单开始，直接引用 Three.js，学会最基本的 Three.js 的使用方法




  
  
  
  Document

使用 npm 来开发并测试

（1）获取项目代码
（2）安装依赖

npm install

（3）开发主要代码 day01_直播代码.js

import * as THREE from 'three';
import { OrbitControls } from "three/examples/jsm/controls/OrbitControls";
import { GLTFLoader } from "three/examples/jsm/loaders/GLTFLoader";
import { RGBELoader } from 'three/examples/jsm/loaders/RGBELoader';

let mixer;

const scene = new THREE.Scene();
const camera = new THREE.PerspectiveCamera(75, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.01, 10);
const renderer = new THREE.WebGLRenderer({ antialias: true });
renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
document.body.appendChild(renderer.domElement);

camera.position.set(0.3, 0.3, 0.5);

const controls = new OrbitControls(camera, renderer.domElement);

// scene.background = new THREE.Color(0.6, 0.6, 0.6);

// const ambientLight = new THREE.AmbientLight(0xffffff, 0.2);
// scene.add(ambientLight);

const directionLight = new THREE.DirectionalLight(0xffffff, 0.4);
scene.add(directionLight);

// const boxGeometry = new THREE.BoxGeometry(1,1,1);
// const boxMaterial = new THREE.MeshBasicMaterial({color: 0x00ff00});
// const boxMesh = new THREE.Mesh(boxGeometry, boxMaterial);
// scene.add(boxMesh);

let donuts;
new GLTFLoader().load('../resources/models/donuts.glb', (gltf) => {

    console.log(gltf);
    scene.add(gltf.scene);
    donuts = gltf.scene;

    // gltf.scene.traverse((child)=>{
    //     console.log(child.name);
    // })

    mixer = new THREE.AnimationMixer(gltf.scene);
    const clips = gltf.animations; // 播放所有动画
    clips.forEach(function (clip) {
        const action = mixer.clipAction(clip);
        action.loop = THREE.LoopOnce;
        // 停在最后一帧
        action.clampWhenFinished = true;
        action.play();
    });

})

new RGBELoader()
    .load('../resources/sky.hdr', function (texture) {
        scene.background = texture;
        texture.mapping = THREE.EquirectangularReflectionMapping;
        scene.environment = texture;
        renderer.outputEncoding = THREE.sRGBEncoding;
        renderer.render(scene, camera);
});

function animate() {
    requestAnimationFrame(animate);

    renderer.render(scene, camera);

    controls.update();

    if (donuts){
        donuts.rotation.y += 0.01;
    }

    if (mixer) {
        mixer.update(0.02);
    }
}

animate();

（4）执行 npm run start ，打开 http://localhost:3000/

成果展示

结束语

虽然这个案例比较简单，但是它能够让我们了解程序开发和美术资源是如何协作的，我们可以学习到3D模型如何在Threejs中被使用，相信能够帮助大家打开Threejs的大门。当然胖达老师后面的课程中有讲到更为复杂的元宇宙场景如何实现，以及如何载入人物模型控制其运动，更加能够激起大家的兴趣，以后有空再和大家分享。