Three.js--》实现3d圣诞贺卡展示模型

目录

项目搭建

初始化three.js基础代码

加载环境模型

设置环境纹理

添加水面并设置阴影效果

实现幽灵小球的运动

实现相机切换和文字切屏

实现漫天星星和爱心样式


今天简单实现一个three.js的小Demo,加强自己对three知识的掌握与学习,只有在项目中才能灵活将所学知识运用起来,话不多说直接开始。

项目搭建

本案例还是借助框架书写three项目,借用vite构建工具搭建vue项目,vite这个构建工具如果有不了解的朋友,可以参考我之前对其讲解的文章:vite脚手架的搭建与使用 。搭建完成之后,用编辑器打开该项目,在终端执行 npm i 安装一下依赖,安装完成之后终端在安装 npm i three 即可。

因为我搭建的是vue3项目,为了便于代码的可读性,所以我将three.js代码单独抽离放在一个组件当中,在App根组件中进入引入该组件。具体如下:





初始化three.js基础代码

three.js开启必须用到的基础代码如下:

导入three库

import * as THREE from 'three'

初始化场景

const scene = new THREE.Scene()

初始化相机

// 初始化相机
const camera = new THREE.PerspectiveCamera(75,window.innerWidth/window.innerHeight,0.1,1000)
camera.position.set(-3.23,2.98,4.06)
camera.updateProjectionMatrix()

初始化渲染器

// 初始化渲染器
const renderer = new THREE.WebGLRenderer({
  antialias: true // 设置抗锯齿
})
renderer.setSize(window.innerWidth,window.innerHeight)
document.body.appendChild(renderer.domElement)

监听屏幕大小的改变,修改渲染器的宽高和相机的比例

window.addEventListener("resize",()=>{ 
  renderer.setSize(window.innerWidth,window.innerHeight)
  camera.aspect = window.innerWidth/window.innerHeight
  camera.updateProjectionMatrix()
})

导入控制器

import { OrbitControls } from "three/examples/jsm/controls/OrbitControls"
// 初始化控制器
const controls = new OrbitControls(camera,renderer.domElement)
controls.enableDamping = true // 设置控制阻尼

设置渲染函数

const render = () =>{ 
  requestAnimationFrame(render)
  renderer.render(scene,camera)
  controls.update()
}

进行挂载

import { onMounted } from "vue";
onMounted(()=>{
  render()
})

ok,写完基础代码之后,接下来开始具体的Demo实操。 

加载环境模型

经过前几篇对three.js小demo的训练,相信大家对加载模型可谓是得心应手了吧,无非就四步嘛:

第一步引入加载GLTF模型和压缩模型的第三方库:

// 加载GLTF模型
import { GLTFLoader } from 'three/examples/jsm/loaders/GLTFLoader';
// 解压GLTF模型
import { DRACOLoader } from 'three/examples/jsm/loaders/DRACOLoader';

第二步初始化loader:

const dracoLoader = new DRACOLoader()
dracoLoader.setDecoderPath("/draco/")
const gltfLoader = new GLTFLoader()
gltfLoader.setDRACOLoader(dracoLoader)

第三步就是加载gltf模型:

gltfLoader.load("./model/scene.glb",(gltf)=>{
  const model = gltf.scene
  model.scale.set(0.3,0.3,0.3)
  scene.add(model)
})

第四步就是根据具体情况添加光源:

// 添加平行光
const light = new THREE.DirectionalLight(0xffffff,1)
light.position.set(0,50,0)
scene.add(light)

设置环境纹理

这里的话通过RGBELoader将HDR(高动态范围)格式的图片数据加载到Three.js中,并将其转换为Cubemap格式的文本形式,以用于创建更高质量、更真实的3D场景和物体。

// 解析 HDR 纹理数据
import { RGBELoader } from 'three/examples/jsm/loaders/RGBELoader'

let rgbeLoader = new RGBELoader()
rgbeLoader.load('./textures/sky.hdr',(texture)=>{
  texture.mapping = THREE.EquirectangularReflectionMapping
  scene.background = texture
  scene.environment = texture
})

Three.js--》实现3d圣诞贺卡展示模型_第1张图片

当然我们也可以设置一下环境纹理的色调映射,如下:

// 设置色调映射
renderer.toneMapping = THREE.ACESFilmicToneMapping // 色调映射技术,是在电影和电视行业中广泛使用的一种技术
renderer.toneMappingExposure = 0.3 // 色调亮光程度

这样可让环境稍微暗一点,更具有朦胧感:

Three.js--》实现3d圣诞贺卡展示模型_第2张图片

添加水面并设置阴影效果

接下来通过three给我们提供的库进行创建一个水面,如下:

// 导入水面
import { Water } from 'three/examples/jsm/objects/Water2'
// 创建水面
const waterGeometry = new THREE.CircleGeometry(100,100)
const water = new Water(waterGeometry,{
  textureWidth: 1024,
  textureHeight: 1024,
  color: 0xeeeeff,
  flowDirection: new THREE.Vector2(1,1),
  scale: 100
})
water.rotation.x = -Math.PI /2
water.position.y = -0.1
scene.add(water)

Three.js--》实现3d圣诞贺卡展示模型_第3张图片

接下来通过设置一个点光源,然后给模型添加接受阴影效果,如下:

// 添加点光源
const pointLight = new THREE.PointLight(0xffffff,2,10)
pointLight.position.set(-0.05,0.8,0.1)
pointLight.castShadow = true
scene.add(pointLight)

Three.js--》实现3d圣诞贺卡展示模型_第4张图片

Three.js--》实现3d圣诞贺卡展示模型_第5张图片

实现幽灵小球的运动

接下来我们通过创建一个点光源组来实现三个发光的幽灵小球:

// 创建点光源组
const pointLightGroup = new THREE.Group();
pointLightGroup.position.set(-8, 2.5, -1.5);
let radius = 3;
let pointLightArr = [];
for (let i = 0; i < 3; i++) {
  // 创建球体当灯泡
  const sphereGeometry = new THREE.SphereGeometry(0.2, 32, 32);
  const sphereMaterial = new THREE.MeshStandardMaterial({
    color: 0xffffff,
    emissive: 0xffffff,
    emissiveIntensity: 10,
  });
  const sphere = new THREE.Mesh(sphereGeometry, sphereMaterial);
  pointLightArr.push(sphere);
  sphere.position.set(
    radius * Math.cos((i * 2 * Math.PI) / 3),
    Math.cos((i * 2 * Math.PI) / 3),
    radius * Math.sin((i * 2 * Math.PI) / 3)
  );

  let pointLight = new THREE.PointLight(0xffffff, 50);
  sphere.add(pointLight);

  pointLightGroup.add(sphere);
}
scene.add(pointLightGroup);

因为要想实现动画效果,这里需要安装一个动画库,看参考我之前的文章: Gsap动画库基本使用与原理 ,这里就不再赘述。

通过使用补间函数,从0到2π,使灯泡旋转:

let options = {
  angle: 0,
};
gsap.to(options, {
  angle: Math.PI * 2,
  duration: 10,
  repeat: -1,
  ease: "linear",
  onUpdate: () => {
    pointLightGroup.rotation.y = options.angle;
    pointLightArr.forEach((item, index) => {
      item.position.set(
        radius * Math.cos((index * 2 * Math.PI) / 3),
        Math.cos((index * 2 * Math.PI) / 3 + options.angle * 5),
        radius * Math.sin((index * 2 * Math.PI) / 3)
      );
    });
  },
});

最后实现的效果如下:

实现相机切换和文字切屏

首先先定义一个移动函数,如下:

// 使用补间动画移动相机
let timeLine1 = gsap.timeline()
let timeLine2 = gsap.timeline()
// 定义相机移动函数
const translateCamera = (position,target) =>{ 
  timeLine1.to(camera.position, {
    x: position.x,
    y: position.y,
    z: position.z,
    duration: 1,
    ease: "power2.inOut",
  });

  timeLine2.to(controls.target, {
    x: target.x,
    y: target.y,
    z: target.z,
    duration: 1,
    ease: "power2.inOut",
  });
}

接下来定义文字切屏的场景:

// 添加文字场景
let scenes = [
  {
    text:'圣诞快乐',
    callback:()=>{
      // 执行函数切换位置
      translateCamera(
        new THREE.Vector3(-3.23, 3, 4.06),
        new THREE.Vector3(-8, 2, 0)
      );
    }
  },
  {
    text:'感谢世界这么大还能遇见你',
    callback:()=>{
      translateCamera(new THREE.Vector3(7, 0, 23), new THREE.Vector3(0, 0, 0))
    }
  },
  {
    text:'愿与你探寻整个世界',
    callback:()=>{
      translateCamera(new THREE.Vector3(10, 3, 0), new THREE.Vector3(5, 2, 0))
    }
  },
  {
    text:'愿将天上的星星送给你',
    callback:()=>{
      translateCamera(new THREE.Vector3(7, 0, 23), new THREE.Vector3(0, 0, 0))
    }
  },
  {
    text:'愿永远和你在一起',
    callback:()=>{
      translateCamera(
        new THREE.Vector3(-20, 1.3, 6.6),
        new THREE.Vector3(5, 2, 0)
      );
    }
  },
]

 接下来通过监听鼠标滚轮事件:

let index = ref(0)
let isAnimate = false;
// 监听鼠标滚轮事件
window.addEventListener(
  "wheel",
  (e) => {
    if (isAnimate) return;
    isAnimate = true;
    if (e.deltaY > 0) {
      index.value++;
      if (index.value > scenes.length - 1) {
        index.value = 0;
      }
    }
    scenes[index.value].callback();
    setTimeout(() => {
      isAnimate = false;
    }, 1000);
  },
  false
);

接下来设置文字展示的样式:

Three.js--》实现3d圣诞贺卡展示模型_第6张图片

实现漫天星星和爱心样式

接下来通过InstancedMesh网格渲染优化方式,允许在渲染多个相同的模型时,只需要创建一个几何体和材质,然后通过实例化渲染多个对象,从而大大提高渲染性能。

// 实例化创建漫天星星
let starsInstance = new THREE.InstancedMesh(
  new THREE.SphereGeometry(0.1, 32, 32),
  new THREE.MeshStandardMaterial({
    color: 0xffffff,
    emissive: 0xffffff, //模拟自发光材质,并且不会受到光照的影响。
    emissiveIntensity: 10, // 控制发光效果强度
  }),
  100 // 创建100个
);

接下来将信息渲染到环境当中:

// 星星随机到天上
let starsArr = [];
let endArr = [];
for (let i = 0; i < 100; i++) {
  let x = Math.random() * 100 - 50;
  let y = Math.random() * 100 - 50;
  let z = Math.random() * 100 - 50;
  starsArr.push(new THREE.Vector3(x, y, z));

  let matrix = new THREE.Matrix4();
  matrix.setPosition(x, y, z);
  starsInstance.setMatrixAt(i, matrix);
}
scene.add(starsInstance);

Three.js--》实现3d圣诞贺卡展示模型_第7张图片

接下来实现爱心的效果:

// 创建爱心路径
let heartShape = new THREE.Shape();
heartShape.moveTo(25, 25);
heartShape.bezierCurveTo(25, 25, 20, 0, 0, 0);
heartShape.bezierCurveTo(-30, 0, -30, 35, -30, 35);
heartShape.bezierCurveTo(-30, 55, -10, 77, 25, 95);
heartShape.bezierCurveTo(60, 77, 80, 55, 80, 35);
heartShape.bezierCurveTo(80, 35, 80, 0, 50, 0);
heartShape.bezierCurveTo(35, 0, 25, 25, 25, 25);

// 根据爱心路径获取点
let center = new THREE.Vector3(0, 2, 10);
for (let i = 0; i < 100; i++) {
  let point = heartShape.getPoint(i / 100);
  endArr.push(
    new THREE.Vector3(
      point.x * 0.1 + center.x,
      point.y * 0.1 + center.y,
      center.z
    )
  );
}

接下啦创建爱心动画:

// 创建爱心动画
function makeHeart() {
  let params = {
    time: 0,
  };

  gsap.to(params, {
    time: 1,
    duration: 1,
    onUpdate: () => {
      for (let i = 0; i < 100; i++) {
        let x = starsArr[i].x + (endArr[i].x - starsArr[i].x) * params.time;
        let y = starsArr[i].y + (endArr[i].y - starsArr[i].y) * params.time;
        let z = starsArr[i].z + (endArr[i].z - starsArr[i].z) * params.time;
        let matrix = new THREE.Matrix4();
        matrix.setPosition(x, y, z);
        starsInstance.setMatrixAt(i, matrix);
      }
      starsInstance.instanceMatrix.needsUpdate = true;
    },
  });
}

function restoreHeart() {
  let params = {
    time: 0,
  };

  gsap.to(params, {
    time: 1,
    duration: 1,
    onUpdate: () => {
      for (let i = 0; i < 100; i++) {
        let x = endArr[i].x + (starsArr[i].x - endArr[i].x) * params.time;
        let y = endArr[i].y + (starsArr[i].y - endArr[i].y) * params.time;
        let z = endArr[i].z + (starsArr[i].z - endArr[i].z) * params.time;
        let matrix = new THREE.Matrix4();
        matrix.setPosition(x, y, z);
        starsInstance.setMatrixAt(i, matrix);
      }
      starsInstance.instanceMatrix.needsUpdate = true;
    },
  });
}

在场景中进行调用函数即可:

Three.js--》实现3d圣诞贺卡展示模型_第8张图片

在定义一个定时器,让页面在刚加载的时候就开始调用,在设置一个监听函数,当用户点击屏幕的时候,定时器清除,然后用户可以自行手动去切换场景:

var timer = setInterval(function() {
  var scrollEvent = new WheelEvent('wheel', { deltaY: 100 });
  window.dispatchEvent(scrollEvent);
}, 3000);

document.addEventListener('click', function() {
  clearInterval(timer);
});

相关效果图如下:

demo做完,给出本案例的完整代码:(获取素材也可以私信博主)




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