Three.js 实现元宇宙汽车 3D 模型

技术采用three.js React实现。

Step1:创建一个React项目

create-react-app your-app

Step2:加载three.js

npm install --save three

@react-three/fiber

@react-three/drei

npm install @react-three/fiber

npm install @react-three/drei

Step3:导入3D模型

Step4:加载

这里我们使用React结合Three.js，创建了一个3D项目，效果如下：

打开终端，进入到ReactProjects目录，这个项目我们放在这个目录下，项目的名字就叫car-demo01吧。

create-react-app car-demo01

然后我们就在本地目录下，看到了这个项目：

然后我们使用VScode打开这个项目：

结构如下：

这个项目用到了Three.js，所以我们需要先安装它。

什么是WebGL。WebGL是在浏览器中实现三维效果的一套规范。使用WebGL原生的API来写3D程序是一件非常痛苦的事情，幸好，有很多同行花业余时间写了一些WebGL开源框架，其中three.js就是非常优秀的一个。

什么是threejs，很简单，你将它理解成three js就可以了。three表示3D的意思，js表示javascript的意思。那么合起来，three.js就是使用javascript 来写3D程序的意思。

three.js官网地址:https://threejs.org/

在vscode上打开终端，自动进入到该目录下，然后我们输入以下命令：

npm install --save three

如图：

接下来可以直接使用three.js去实现。但是在这篇文章中，我们换一种实现方式，这里我们还需要另外两个包：@react-three/fiber和@react-three/drei。

react-three-fiber是针对three.js的react渲染器。使用可重用、自包含的组件以声明方式构建场景，这些组件可以对状态做出反应，易于交互，并可以进入react的生态系统。https://www.npmjs.com/package/@react-three/fiber

@react-three/drei 是three.js的一些预先制作好的功能的集合。https://www.npmjs.com/package/@react-three/drei

我们添加这两个包：

npm install three @react-three/fiber

如图：

npm install @react-three/drei

如图：

首先打开App.js文件，清理掉原来的内容，最终如下：

import './App.CSS'; export default function App() { return ( ); }

这里为了操作方便，我们使用styled-components，它利用标记的模板文本（JavaScript的最新添加）和CSS的强大功能，styled-components允许您编写实际的CSS代码来设置组件的样式。它还删除了组件和样式之间的映射——将组件用作低级样式构造是再容易不过了。https://styled-components.com/

在终端：

npm install styled-components

如图：

这里我们定义一个Wrapper，并在它上面设置样式，初始化位红色，是为了显眼一些，后面可以根据自己的喜好调整。

App.js下的代码如下：

brimport './App.css';brimport styled from "styled-components";brbrexport default function App() {br return (br <Wrapper className="App">br HelloWorldbr </Wrapper>br );br}brbrconst Wrapper = styled.div`br position: relative;br background: #ff0000;br`;

然后启动项目，终端输入：

npm start

然后打开3000端口，看到页面效果如下：

首先在头部引入Canvas：

import { Canvas } from '@react-three/fiber';

然后我们在Wrapper里面添加

代码如下：

import './App.css'; import styled from "styled-components"; export default function App() { return ( <Wrapper className="App"> HelloWorld </Wrapper> ); } const Wrapper = styled.div` position: relative; background: #ff0000; `; 3.3 导入3D模型

因为我们最终想显示一个Car的3D模型，你可以自己建模，也可以去网上找现成的素材。这里推荐一个网站：https://sketchfab.com/

我们在上面选好素材进行下载：

我把它存储到了桌面的models目录下，并解压缩：

接下来你可以按照three.js官网的说明导入3D模型，但是此处我们选择另一种做法：

这里我们使用一个工具：https://github.com/CesiumGS/gltf-pipeline。

gltf-pipeline由Richard Lee和Cesium团队用来优化glTF的工具。

将glTF转换为glb（并反向）

将缓冲区/纹理保存为嵌入文件或单独文件

将glTF 1.0模型转换为glTF 2.0

应用Draco网格压缩

1、首先安装：

npm install -g gltf-pipeline

我们打开终端，输入复制粘贴上面的命令：(我已经安装过了，此处只是演示)，如果报错没有权限，在前面加上sudo即可：

sudo npm install -g gltf-pipeline

2、gltf转换：

将 glTF 转换为 Draco glTF。然后通过终端进入到3d模型的目录下，在终端输入以下命令：

gltf-pipeline -i scene.gltf -o car.gltf -d

如图：

然后我们发现模型目录下多了一个压缩之后的car.gltf的文件：

3、生成js

在终端继续输入以下命令：

npx gltfjsx car.gltf

这个过程需要等待一小会儿：

然后在模型目录下，我们看到了生成的js文件：

我们可以打开Car.js文件：

/* Auto-generated by: https://github.com/pmndrs/gltfjsx author: All-Wide (https://sketchfab.com/dsm350) license: CC-BY-4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) source: https://sketchfab.com/3d-models/Nissan-idx-nismo-258e8dca96404ab8b450c75cd110b5b6 title: Nissan IDX Nismo */ import React, { useRef } from 'react' import { useGLTF } from '@react-three/drei' export default function Model({ ...props }) { const group = useRef() const { nodes, materials } = useGLTF('/car.gltf') return ( <group ref={group} {...props} dispose={null}> <group rotation={[-Math.PI / 2, 0, 0]}> <group rotation={[Math.PI / 2, 0, 0]}> <group position={[0.03, 0.01, -0.06]} rotation={[Math.PI / 2, 0, 0]} scale={[0.6, 0.6, 0.6]}> <mesh geometry={nodes.Object_4.geometry} material={nodes.Object_4.material} /> </group> <group position={[0.03, 0.01, -0.06]} rotation={[Math.PI / 2, 0, 0]} scale={[0.6, 0.6, 0.6]}> <mesh geometry={nodes.Object_6.geometry} material={nodes.Object_6.material} /> </group> <group position={[0.03, 0.01, -0.06]} rotation={[Math.PI / 2, 0, 0]} scale={[0.6, 0.6, 0.6]}> <mesh geometry={nodes.Object_8.geometry} material={nodes.Object_8.material} /> </group> <group position={[0.03, 0.01, -0.06]} rotation={[Math.PI / 2, 0, 0]} scale={[0.6, 0.6, 0.6]}> <mesh geometry={nodes.Object_10.geometry} material={nodes.Object_10.material} /> </group> <group position={[0.03, 0.01, -0.06]} rotation={[Math.PI / 2, 0, 0]} scale={[0.6, 0.6, 0.6]}> <mesh geometry={nodes.Object_12.geometry} material={nodes.Object_12.material} /> </group> <group position={[0.03, 0.01, -0.06]} rotation={[Math.PI / 2, 0, 0]} scale={[0.6, 0.6, 0.6]}> <mesh geometry={nodes.Object_14.geometry} material={nodes.Object_14.material} /> </group> <group position={[0.03, 0.01, -0.06]} rotation={[Math.PI / 2, 0, 0]} scale={[0.6, 0.6, 0.6]}> <mesh geometry={nodes.Object_16.geometry} material={nodes.Object_16.material} /> </group> <group position={[0.03, 0.01, -0.06]} rotation={[Math.PI / 2, 0, 0]} scale={[0.6, 0.6, 0.6]}> <mesh geometry={nodes.Object_18.geometry} material={nodes.Object_18.material} /> </group> <group position={[0.03, 0.01, -0.06]} rotation={[Math.PI / 2, 0, 0]} scale={[0.6, 0.6, 0.6]}> <mesh geometry={nodes.Object_20.geometry} material={nodes.Object_20.material} /> </group> <group position={[0.03, 0.01, -0.06]} rotation={[Math.PI / 2, 0, 0]} scale={[0.6, 0.6, 0.6]}> <mesh geometry={nodes.Object_22.geometry} material={nodes.Object_22.material} /> </group> <group position={[0.03, 0.01, -0.06]} rotation={[Math.PI / 2, 0, 0]} scale={[0.6, 0.6, 0.6]}> <mesh geometry={nodes.Object_24.geometry} material={materials['Material.001']} /> </group> <group position={[0.03, 0.01, -0.06]} rotation={[Math.PI / 2, 0, 0]} scale={[0.6, 0.6, 0.6]}> <mesh geometry={nodes.Object_26.geometry} material={nodes.Object_26.material} /> </group> <group position={[0.03, 0.01, -0.06]} rotation={[Math.PI / 2, 0, 0]} scale={[0.6, 0.6, 0.6]}> <mesh geometry={nodes.Object_28.geometry} material={nodes.Object_28.material} /> </group> <group position={[0.03, 0.01, -0.06]} rotation={[Math.PI / 2, 0, 0]} scale={[0.6, 0.6, 0.6]}> <mesh geometry={nodes.Object_30.geometry} material={nodes.Object_30.material} /> </group> <group position={[0.03, 0.01, -0.06]} rotation={[Math.PI / 2, 0, 0]} scale={[0.6, 0.6, 0.6]}> <mesh geometry={nodes.Object_32.geometry} material={materials.Chocofur_Free_Car_02_Glass_01} /> </group> <group position={[0.03, 0.01, -0.06]} rotation={[Math.PI / 2, 0, 0]} scale={[0.6, 0.6, 0.6]}> <mesh geometry={nodes.Object_34.geometry} material={nodes.Object_34.material} /> </group> <group position={[0.03, 0.01, -0.06]} rotation={[Math.PI / 2, 0, 0]} scale={[0.6, 0.6, 0.6]}> <mesh geometry={nodes.Object_36.geometry} material={nodes.Object_36.material} /> </group> <group position={[0.03, 0.01, -0.06]} rotation={[Math.PI / 2, 0, 0]} scale={[0.6, 0.6, 0.6]}> <mesh geometry={nodes.Object_38.geometry} material={nodes.Object_38.material} /> </group> <group position={[0.42, 0, -0.77]} rotation={[Math.PI / 2, 0.08, 0]} scale={[0.04, 0.03, 0.03]}> <mesh geometry={nodes.Object_40.geometry} material={nodes.Object_40.material} /> <mesh geometry={nodes.Object_41.geometry} material={nodes.Object_41.material} /> <mesh geometry={nodes.Object_42.geometry} material={nodes.Object_42.material} /> <mesh geometry={nodes.Object_43.geometry} material={nodes.Object_43.material} /> </group> <group position={[0.56, 0.01, -0.78]} rotation={[Math.PI / 2, 0.08, 0]} scale={[0.82, 0.58, 0.58]}> <mesh geometry={nodes.Object_45.geometry} material={nodes.Object_45.material} /> </group> <group position={[0.48, 0, -0.77]} rotation={[-3.12, 0, -1.65]} scale={[0.18, 0.22, 0.18]}> <mesh geometry={nodes.Object_47.geometry} material={nodes.Object_47.material} /> </group> <group position={[-0.38, -0.01, -0.77]} rotation={[-Math.PI / 2, 0.15, Math.PI]} scale={[0.04, 0.03, 0.03]}> <mesh geometry={nodes.Object_49.geometry} material={nodes.Object_49.material} /> <mesh geometry={nodes.Object_50.geometry} material={nodes.Object_50.material} /> <mesh geometry={nodes.Object_51.geometry} material={nodes.Object_51.material} /> <mesh geometry={nodes.Object_52.geometry} material={nodes.Object_52.material} /> </group> <group position={[-0.52, 0.01, -0.78]} rotation={[-Math.PI / 2, 0.15, -Math.PI]} scale={[0.82, 0.58, 0.58]}> <mesh geometry={nodes.Object_54.geometry} material={nodes.Object_54.material} /> </group> <group position={[-0.44, 0, -0.77]} rotation={[3.12, 0, 1.72]} scale={[0.18, 0.22, 0.18]}> <mesh geometry={nodes.Object_56.geometry} material={nodes.Object_56.material} /> </group> <group position={[-0.39, -0.01, 0.74]} rotation={[-Math.PI / 2, 0.06, -Math.PI]} scale={[0.03, 0.03, 0.03]}> <mesh geometry={nodes.Object_58.geometry} material={nodes.Object_58.material} /> <mesh geometry={nodes.Object_59.geometry} material={nodes.Object_59.material} /> <mesh geometry={nodes.Object_60.geometry} material={nodes.Object_60.material} /> <mesh geometry={nodes.Object_61.geometry} material={nodes.Object_61.material} /> </group> <group position={[-0.51, 0, 0.74]} rotation={[-Math.PI / 2, 0.06, -Math.PI]} scale={[0.72, 0.58, 0.58]}> <mesh geometry={nodes.Object_63.geometry} material={nodes.Object_63.material} /> </group> <group position={[-0.43, 0, 0.75]} rotation={[3.12, 0, 1.63]} scale={[0.18, 0.19, 0.18]}> <mesh geometry={nodes.Object_65.geometry} material={nodes.Object_65.material} /> </group> <group position={[0.44, 0, 0.74]} rotation={[Math.PI / 2, 0.06, 0]} scale={[0.03, 0.03, 0.03]}> <mesh geometry={nodes.Object_67.geometry} material={nodes.Object_67.material} /> <mesh geometry={nodes.Object_68.geometry} material={nodes.Object_68.material} /> <mesh geometry={nodes.Object_69.geometry} material={nodes.Object_69.material} /> <mesh geometry={nodes.Object_70.geometry} material={nodes.Object_70.material} /> </group> <group position={[0.56, 0, 0.74]} rotation={[Math.PI / 2, 0.06, 0]} scale={[0.72, 0.58, 0.58]}> <mesh geometry={nodes.Object_72.geometry} material={nodes.Object_72.material} /> </group> <group position={[0.48, 0, 0.75]} rotation={[-3.12, 0, -1.63]} scale={[0.18, 0.19, 0.18]}> <mesh geometry={nodes.Object_74.geometry} material={nodes.Object_74.material} /> </group> <group position={[0.18, 0.3, -1.27]} rotation={[1.43, 0, -1.56]} scale={[-0.05, 0.05, 0.05]}> <mesh geometry={nodes.Object_76.geometry} material={materials['Material.003']} /> </group> <group position={[0.18, 0.3, -1.27]} rotation={[1.43, 0, -1.56]} scale={[-0.05, 0.05, 0.05]}> <mesh geometry={nodes.Object_78.geometry} material={nodes.Object_78.material} /> </group> <group position={[0.18, 0.3, -1.27]} rotation={[1.43, 0, -1.56]} scale={[-0.05, 0.05, 0.05]}> <mesh geometry={nodes.Object_80.geometry} material={nodes.Object_80.material} /> </group> <group position={[0.18, 0.3, -1.27]} rotation={[1.43, 0, -1.56]} scale={[-0.05, 0.05, 0.05]}> <mesh geometry={nodes.Object_82.geometry} material={nodes.Object_82.material} /> </group> <group position={[0.03, 0.01, -0.06]} rotation={[Math.PI / 2, 0, 0]} scale={[0.6, 0.6, 0.6]}> <mesh geometry={nodes.Object_84.geometry} material={nodes.Object_84.material} /> </group> </group> </group> </group> ) } useGLTF.preload('/car.gltf')

最后我们将car.gltf模型文件放在public目录下，注意千万不要放错。然后将Car.js文件放在src目录下。

回到App.js文件中：

引入Car模型：

import Car from "./Car.js"

并将它添加到Canvas中：

export default function App() { return ( <Wrapper className="App"> <Canvas className="canvas"> <Car /> </Canvas> </Wrapper> ); }

但是此时页面上并没有显示这辆车，因为缺少灯光。我们添加一下灯光，再添加一下控制，让车能动起来，再修改一下背景颜色。最终代码如下；

import './App.css'; import styled from "styled-components"; import { Canvas } from '@react-three/fiber'; import Car from "./Car.js" import { OrbitControls } from "@react-three/drei"; import React, { Suspense } from "react"; export default function App() { return ( <Wrapper className="App"> <Canvas className="canvas"> <OrbitControls /> <ambientLight intensity={0.5} /> <directionalLight position={[-2, 5, 2]} intensity={1} /> <Suspense fallback={null}> <Car /> </Suspense> </Canvas> </Wrapper> ); } const Wrapper = styled.div` position: relative; background: #333333; canvas { width:100vw; height: 100vh; } `;

终端执行命令：

npm start

效果图：

滑动鼠标滚轴，车可以变大变小，点按鼠标可以转动车的方向。