43 Three.js自定义二维图形THREE.ShapeGeometry

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2023-01-30


简介

通过THREE.ShapeGeometry,你可以调用几个函数来创建自己的图形。我们可以使用线条(line)、曲线(curve)和样条曲线(spline)创建图形的轮廓。还可以使用THREE.Shape对象的holes属性给这个图形打几个孔。

创建THREE.ShapeGeometry对象

使用THREE.Shape对象绘制完成后,需要创建THREE.ShapeGeometry几何体,我们有两种方式创建

  • 直接实例化

var shapeGeometry = new THREE.ShapeGeometry(shapes,options);

  • 直接使用shape的内置方法​​makeGeometry()​

var shapeGeometry = shape.makeGeometry(options);

  • 参数表
    属性|是否必需|描述
    –|--|–
    shapes|是|用来创建THREE.Geometry的一个或多个THREE.Shape对象。可以传入单个THREE.Shape对象或是一个THREE.Shape对象数组
    options|否|还可以传入一些选项,这些选项可以应用于使用shapes参数传入的所有图形。关于这些选项的解释如下:
    curveSegments—此属性确定从图形创建的曲线的平滑程度。默认值为12。
    material—这是用于为指定图形创建的面的materialIndex属性。当把THREE.MeshFaceMaterial和此几何体一起使用时,materialIndex属性决定传入的材质中的哪些材质用于传入的图形的面
    UVGenerator—当对材质使用纹理时,UV映射决定纹理的哪个部分用于特定的面。使用UVGenerator属性,可以传入自己的对象,这将为传入的图形穿件的面创建UV设置。

THREE.Shape的绘图函数

THREE.ShapeGeometry中最重要的部分是THREE.Shape,它可以用来创建图形。所以下面介绍用来创建THREE.Shape的绘画函数

名称

描述

moveTo(x,y)

该函数将绘图点移动到指定的x、y坐标处

lineTo(x,y)

该函数从当前位置(例如由moveTo函数设定的位置)绘制一条线到指定的x和y坐标处

quadraticCurveTo(aCPx,aCPy,x,y)

可以使用两种不同方式来指定曲线:使用quadraticCurveTo函数,或使用bezierCurveTo函数。两个函数的区别在于指定曲线曲率的方法。下面展示了这两个选项之间的区别:

43 Three.js自定义二维图形THREE.ShapeGeometry_shape


对于二次曲线,我们要额外指定一个点(使用aCPx和aCPy参数),曲线仅基于该点绘制,当然还需要指定端点(x和y参数)。对于三次曲线(由bezierCurveTo函数绘制),你需要多指定两个点才能定义曲线。起始点是路径的当前位置。

bezierCurveTo(aCPx1,aCPy1,aCPx2,aCPy2,x,y)

根据提供的参数绘制一条曲线。相关说明可以参考钱一行的内容。该曲线的绘制局域两个定义曲线的坐标(aCPx1和aCPy1,aCPx2和aCPy2)以及终点坐标(x和y)。起始点是路径的当前位置。

splineThru(pts)

该函数沿着提供的坐标集合​​pts​​绘制一条光滑曲线。这个参数应该是一个THREE.Vector2对象数组。起始点是路径的相对位置

arc(aX,aY,aRadius,aStartAngle,andAngle,aClockwise)

该函数用来画圆(或一段圆弧)。圆弧起始于路径的当前位置。aX和aY用来指定于当前位置的偏移量。​​aRadius​​​设置圆的大小,而​​aStartAngle​​​和​​aEndAngle​​​则用来定义圆弧要画多长。布尔属性​​aClockwise​​决定这段圆弧是顺时针还是逆时针画。

absArc(aX,aY,aRadius,aStartAngle,andAngle,aClockwise)

参考​​arc​​函数的描述。其位置是绝对位置,而不是相对于当前的位置

ellipse(aX,aY,aRadius,aStartAngle,andAngle,aClockwise)

参考​​arc​​​函数的描述。作为补充,通过​​ellipse​​函数,可以分别指定x轴半径和y轴半径

absEllipse(aX,aY,aRadius,aStartAngle,andAngle,aClockwise)

参考​​ellipse​​函数的描述。其位置是绝对位置,而不是相对于当前的位置。

fromPoints(vectors)

如果给该函数传入一个​​THREE.Vector2​​​(或​​THREE.Vector3​​​)对象数组,​​Three.js​​会创建一条通过提供的顶点使用直线绘制的路径

holes

​holes​​属性包含一个THREE.Shape对象数组。这个数组中的每一个对象会渲染为一个孔。关于这个属性的一个很好的例子就是我们在本节开头看到的例子。在那段代码段中,我们添加了三个THREE.Shape对象到这个数组,一个用来渲染左边的孔,一个用来渲染右边的孔,还有一个渲染主要THREE.Shape对象—嘴

THREE.Shape创建几何体的函数

名称

描述

makeGeometry(options)

该函数从​​THREE.Shape​​​对象返回一个​​THREE.ShapeGeometry​​对象。

createPointsGeometry(divisions)

该函数将图形转换成一个点集。​​divisions​​​属性定义返回点的数量。这个值越高,返回的点越多,最终的曲线也就越平滑。​​divisions​​会分别应用到路径的每一部分

createSpacedPointsGeometry(divisions)

该函数也是讲图形转换成一个点集,只不过这里的​​divisions​​是一次性应用到整个路径

案例代码

43 Three.js自定义二维图形THREE.ShapeGeometry_three-js_02

案例查看地址:​​http://www.wjceo.com/blog/threejs/2018-02-12/45.html​​

通过上面的方法一步一步的实现的下面的效果

注意:顶点必须按照逆时针方向绘制,才能够实现里面添加hole

<!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="https://johnson2heng.github.io/three.js-demo/lib/three.js"></script>
<script src="https://johnson2heng.github.io/three.js-demo/lib/js/QuickHull.js"></script>
<script src="https://johnson2heng.github.io/three.js-demo/lib/js/geometries/ConvexGeometry.js"></script>
<script src="https://johnson2heng.github.io/three.js-demo/lib/js/controls/OrbitControls.js"></script>
<script src="https://johnson2heng.github.io/three.js-demo/lib/js/libs/stats.min.js"></script>
<script src="https://johnson2heng.github.io/three.js-demo/lib/js/libs/dat.gui.min.js"></script>
<script>
var renderer;
function initRender() {
renderer = new THREE.WebGLRenderer({antialias:true});
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, 100);
}

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);
}

function initModel() {
var shape = new THREE.ShapeGeometry(drawShape());
var material = new THREE.MeshPhongMaterial({color:0xff00ff});
material.side = THREE.DoubleSide;//设置成两面都可见
var mesh = new THREE.Mesh(shape,material);
scene.add(mesh);
/*此方法是创建两种纹理的方法
* var shape = new THREE.ShapeGeometry(drawShape());
var mesh = createMesh(shape);
scene.add(mesh);
* */
}

//生成2d图形
function drawShape() {

// 实例化shape对象
var shape = new THREE.Shape();

// 设置开始点的位置
shape.moveTo(20, 10);

// 从起始点绘制直线到当前位置
shape.lineTo(20, 40);

//设置一条曲线到30 40
shape.bezierCurveTo(15, 25, -5, 25, -30, 40);

// 设置一条通过当前所有顶点的光滑曲线
shape.splineThru(
[new THREE.Vector2(-22, 30),
new THREE.Vector2(-18, 20),
new THREE.Vector2(-20, 10),
]);

// 设置曲线回到顶点
shape.quadraticCurveTo(0, -15, 20, 10);

// 添加第一个眼
var hole1 = new THREE.Path();
hole1.absellipse(6, 20, 2, 3, 0, Math.PI * 2, true);
shape.holes.push(hole1);

// 添加第二个眼
var hole2 = new THREE.Path();
hole2.absellipse(-10, 20, 2, 3, 0, Math.PI * 2, true);
shape.holes.push(hole2);

// 添加嘴巴,一半的圆
var hole3 = new THREE.Path();
hole3.absarc(0, 5, 2, 0, Math.PI, true);
shape.holes.push(hole3);

// 返回shape
return shape;
}

//生成模型
function createMesh(geom) {

// 创建两个纹理
var meshMaterial = new THREE.MeshNormalMaterial();
meshMaterial.side = THREE.DoubleSide; //两面都可见
var wireFrameMat = new THREE.MeshBasicMaterial();
wireFrameMat.wireframe = true; //打开线框

// 创建生成模型
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 = 160;
//是否开启右键拖拽
controls.enablePan = true;
}

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();

animate();
window.onresize = onWindowResize;
}
</script>
</html>


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