实现物体的旋转、跳动以及场景阴影的开启与优化

本程序将创建一个场景,并实现物体的动画效果
运行的结果如图:


完整代码如下:

<!DOCTYPE html><html lang="en"><head>    <meta charset="UTF-8">    <title>Three.js</title>    <script src="../../../Import/three.js"></script>    <script src="../../../Import/stats.js"></script>    <script src="../../../Import/Setting.js"></script>    <script src="../../../Import/OrbitControls.js"></script>    <script src="../../../Import/dat.gui.min.js"></script>    <style type="text/css">        div#canvas-frame {            border: none;            cursor: pointer;            width: 100%;            height: 850px;            background-color: #333333;        }    </style></head><body onload="threeStart()"><div id="canvas-frame"></div><script>    //控制面板中需要的两个数据    let control = new function () {        this.rotationSpeed = 0.01;        this.jumpSpeed = 0.03;    };    let renderer, camera, scene;    let controller;    let width,height;    //初始化渲染器    function initThree() {        width = document.getElementById('canvas-frame').clientWidth;        height = document.getElementById('canvas-frame').clientHeight;        renderer = new THREE.WebGLRenderer({            antialias: true        });//定义渲染器        renderer.setSize(width, height);//设置渲染的宽度和高度        document.getElementById("canvas-frame").appendChild(renderer.domElement);//将渲染器加在html中的div里面        renderer.setClearColor(0x333333, 1.0);//渲染的颜色设置        renderer.shadowMapEnabled = true;//开启阴影,默认是关闭的,太影响性能        renderer.shadowMapType = THREE.PCFSoftShadowMap;//阴影的一个类型,可以不设置对比看效果    }    //初始化摄像机    function initCamera() {        camera = new THREE.PerspectiveCamera(45, width / height, 1, 10000);//perspective是透视摄像机,这种摄像机看上去画面有3D效果        //摄像机的位置        camera.position.x = 50;        camera.position.y = 50;        camera.position.z = 50;        camera.up.x = 0;        camera.up.y = 1;//摄像机的上方向是Y轴        camera.up.z = 0;        camera.lookAt(0, 0, 0);//摄像机对焦的位置        //这三个参数共同作用才能决定画面    }    //初始化场景    function initScene() {        scene = new THREE.Scene();    }    //摄像机的控制,可以采用鼠标拖动来控制视野    function cameraControl() {        controller = new THREE.OrbitControls(camera, renderer.domElement);        controller.target = new THREE.Vector3(0, 0, 0);    }    //一个很方便的控制面板,方便更改程序的参数    function datGUI() {        let gui = new dat.GUI();        //可以设置可以调动的范围        gui.add(control, "rotationSpeed", 0, 0.05);        gui.add(control, "jumpSpeed", 0, 0.08);    }    //初始化灯光    function initLight() {        let light = new THREE.SpotLight(0xffffff, 1.0, 0);//点光源        light.position.set(-40, 60, -10);        light.castShadow = true;//开启阴影        light.shadowMapWidth = 8192;//阴影的分辨率        light.shadowMapHeight = 8192;        scene.add(light);        light = new THREE.AmbientLight(0xffffff, 0.2);//环境光,如果不加,点光源照不到的地方就完全是黑色的        scene.add(light);    }    let cube;    let sphere;    //初始化物体    function initObject() {        //定义了一个地面        let planeGeometry = new THREE.PlaneGeometry(100, 100, 1, 1);        let planeMaterial = new THREE.MeshLambertMaterial({            color: 0xcccccc,        });        let plane = new THREE.Mesh(planeGeometry, planeMaterial);        plane.rotation.x = -0.5 * Math.PI;        plane.position.x = 15;        plane.receiveShadow = true;//开启地面的接收阴影        scene.add(plane);//添加到场景中        //定义了一个方块        let cubeGeometry = new THREE.BoxGeometry(4, 4, 4);        let cubeMaterial = new THREE.MeshLambertMaterial({            color: 0xff1111,        });        cube = new THREE.Mesh(cubeGeometry, cubeMaterial);        cube.position.x = -4;        cube.position.y = 3;        cube.position.z = 0;        cube.castShadow = true;//开启阴影        scene.add(cube);        //定义了一个球体        let sphereGeometry = new THREE.SphereGeometry(4, 100, 100);        let sphereMaterial = new THREE.MeshLambertMaterial({            color: 0xba7890,        });        sphere = new THREE.Mesh(sphereGeometry, sphereMaterial);        sphere.position.x = 20;        sphere.position.y = 4;        sphere.position.z = 2;        sphere.castShadow = true;//开启阴影        scene.add(sphere);    }    //方块的自动旋转    function cubeRotation() {        cube.rotation.x += control.rotationSpeed;        cube.rotation.y += control.rotationSpeed;        cube.rotation.z += control.rotationSpeed;    }    let step = 0;    //球体的抛物线运动轨迹    function boxJump() {        step += control.jumpSpeed;        sphere.position.x = 20 + 10 * (Math.cos(step));        sphere.position.y = 4 + 10 * (Math.abs(Math.sin(step)));    }    //定义的一个功能文件    function initSetting() {        loadAutoScreen(camera,renderer);        loadFullScreen();        loadStats();    }    //主函数    function threeStart() {        initThree();        initCamera();        initScene();        initLight();        initObject();        cameraControl();        datGUI();        initSetting();        animation();    }    //动画    function animation() {        cubeRotation();//方块旋转函数        boxJump();//球体运动函数        stats.update();//更新性能检测器        renderer.clear();        renderer.render(scene, camera);//开始渲染        requestAnimationFrame(animation);//重复执行此函数,不停的渲染,达到动画的效果    }</script></body></html>

其中OrbitControls.js和dat.gui.min.js这两个文件都是Three.js自带的两个很好用的工具,第一个是可以让摄像机有轨道地进行移动,而不用再自己写函数去实现,第二个是一个轻量级的图形用户界面库(GUI 组件),使用这个库可以很容易地创建出能够改变代码变量的界面组件,方便我们测试程序。

另外如果想要在程序中开启阴影的话首先需要把renderer.shadowMapEnabled设置为true,默认是关闭的,因为实现阴影的效果是比较消耗性能的。同时要把light的投掷阴影开启light.castShadow = true,但是并不是所有的灯光都可以开启,比如环境光就不可以。每一个需要产生阴影的物体也要开启阴影,我们需要用地面来接收阴影,所以也需要开启地面的接收阴影
plane.receiveShadow = true;
cube.castShadow = true;
sphere.castShadow = true;


可以看到,阴影是比较难看的,所以设置一些阴影的类型,PCFSoftShadowMap能让边缘柔和,但只是基于像素颗粒的边缘柔和。我们可以先使用此类型,然后再提高阴影的分辨率light.shadowMapWidth = 8192;
light.shadowMapHeight = 8192;
默认的值应该是1024。
此时的阴影效果是这样的

至此,我们的场景还有物体的动画效果就已经实现。