『Three.js』场景 Scene - 掘金

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在阅读本文前，我希望你对 Three.js 有一个初步的理解。如果你不清楚 Three.js 是什么，我推荐你先阅读 『Three.js』起飞！

在使用 Three.js 的前，必须先了解 3大组件：摄像机、场景、渲染器。这是 Three.js 的必需品。

本文讲解的是 场景 的用法。

Three.js 的场景只有1种，用 THREE.Scene 来表示。场景对象自身的属性和方法并不多，学起来非常简单。

场景是用来保存画布上所有元素信息的容器，比如它可以保存 对象、光源、物体 等信息。

创建场景的代码通常如下所示

const scene = new THREE.Scene()

在介绍阶段，我先把常用的属性和方法列出来，先过一遍大概知道有什么东东，之后再逐一讲解。

只看上面的简介应该还是一头雾水的，学 Three.js 最好的方式就是自己敲一遍，然后看效果~

只有场景是无法运行的，必须加上摄像机和渲染器才行。

但本文的重点是讲解场景的用法，所以有关摄像机和渲染器的部分可以先不深入理解，这些之后的文章会讲到的，现在只需跟着敲代码就行。

<div id="canvasBox"></div> <script type="module"> import { Scene, // 导入场景 PerspectiveCamera, // 导入摄像机 WebGLRenderer, // 导入渲染器 } from '../js/Three/Three.js' // 场景 const scene = new Scene() // 摄像机 const camera = new PerspectiveCamera(75, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 1000) // 渲染器 const renderer = new WebGLRenderer() // 设置渲染器的大小 renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight) // 将场景和摄像机添加到渲染器中并执行渲染 renderer.render(scene, camera) // 将渲染器添加到div中 document.getElementById('canvasBox').appendChild(renderer.domElement) </script>

此时画面应该是一片黑色。因为画布上只有一个 “空的世界”，还没放物体、光源进去。

对象包括很多种类，比如物体、光源等等。

因为是刚起步，所以我会放一个最简单的立方体到场景中。

添加对象的方法是 scene.add(object) 。

import { Scene, PerspectiveCamera, WebGLRenderer, BoxGeometry, // 几何体 MeshBasicMaterial, // 网格材质 Mesh // 网格 } from '../js/Three/Three.js' // 省略部分代码 // 立方体 let geometry = new BoxGeometry(1, 1, 1) // 网格基础材质，设置颜色 let material = new MeshBasicMaterial({color: 0x00ff00}) // 把立方几何体与基础材质进行组合后创建一个新的网格对象 let cube = new Mesh(geometry, material) // 把立方体网格添加到场景中 scene.add(cube) // 设置摄像机z轴位置 camera.position.z = 5 // 将场景和摄像机添加到渲染器中并执行渲染 renderer.render(scene, camera)

我省略了 “创建场景” 的代码。

上面的代码创建了一个立方体，然后通过 scene.add 方法，把立方体添加到场景中。

删除对象用的是 scene.remove 方法。

在 “添加对象” 代码的基础上，我用定时器设置 1 秒后删除立方体

setTimeout(() => { scene.remove(cube) renderer.render(scene, camera) }, 1000)

使用 scene.remove ，里面传入要删除的对象。删除完需要重新渲染一下画布。

执行上面的代码，页面会渲染一个立方体，1秒后会把该立方体删掉。

如果你在创建元素时给元素添加一个 name ，之后就可以使用在场景对象中使用 scene.getObjectByName 方法根据 name 查找元素。

scene.getObjectByName 接收2个参数，第一个参数指定唯一的标识 name ；第二个参数为 true 时，在调用者的所有后代对象上查找。

// 几何体 let geometry = new BoxGeometry(1, 1, 1) // 网格基础材质，设置颜色 let material = new MeshBasicMaterial({color: 0x00ff00}) // 把立方几何体与基础材质进行组合后创建一个新的网格对象 let cube = new Mesh(geometry, material) // 给 cube 添加一个 name cube.name = 'hello' // 通过 name 来查找指定对象 let hello = scene.getObjectByName('hello') console.log(hello)

// 省略部分代码 scene.traverse(item => { console.log(item) })

traverse() 方法可以遍历当前画布上所有物体。

上面的代码中生成的画面，有2个物体，一个是立方体，一个是场景。

traverse() 方法接收一个参数，这个参数也是一个函数。该函数用于遍历每一个子对象。如果子对象本身还有子对象，该方法将会在所有的子对象上执行，知道遍历完场景树中的所有对象为止。

// 省略部分代码 console.log(scene.children)

scene.children 是一个属性，返回一个场景中所有对象的列表，包括摄像机和光源。

从语义可以看出，children 是返回一个子级的集合，所以是不包含 scene 自身的。

fog 可以给场景添加雾化效果，远处的物体会被淡淡隐藏。

雾化效果的特点是场景中的物体离得越远就会变得越模糊。

雾化效果是 Three.js 的一个方法，调用该方法后，将返回值赋给 scene.fog 即可。

THREE.Fog 接收3个参数，分别是：雾的颜色，最近距离，最远距离。

为了演示雾化效果，我需要添加更多的元素。同时添加场景光和聚光灯，这两个东西暂时无需理解，灯光的讲解会放在之后的文章。

<div id="canvasBox"></div> <script type="module"> import { Scene, PerspectiveCamera, WebGLRenderer, BoxGeometry, MeshBasicMaterial, PlaneGeometry, MeshLambertMaterial, Mesh, AmbientLight, // 环境光 SpotLight // 聚光灯 } from '../js/Three/Three.js' // 场景 const scene = new Scene() // 相机 const camera = new PerspectiveCamera(45, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 1000) // 渲染器 const renderer = new WebGLRenderer() // 设置渲染器的大小 renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight) // 地面 const planeGeometry = new PlaneGeometry(60, 40, 1, 1) const planeMaterial = new MeshLambertMaterial({ color: 0xffffff }) const plane = new Mesh(planeGeometry, planeMaterial) plane.rotation.x = -0.5 * Math.PI // 旋转平面，让它看起来像地面 // 设置地面位置 plane.position.x = 2 plane.position.y = 0 plane.position.z = -10 // 将地面添加到场景中 scene.add(plane) // 设置相机位置 camera.position.x = -70 camera.position.y = 30 camera.position.z = 5 // 将镜头锁定到地面上 camera.lookAt(scene.position) // 环境光 const ambientLight = new AmbientLight(0x3c3c3c) // 将环境光添加到场景中 scene.add(ambientLight) // 聚光灯 const spotLight = new SpotLight(0xffffff, 1, 150, 120) spotLight.position.set(-40, 60, -10) // 将聚光灯添加到场景中 scene.add(spotLight) // 立方体列表 let cubeList = [] // 循环出20个立方体 for (let i = 0; i < 20; i ) { let cubeSize = Math.ceil((Math.random() * 3)) // 随机生成不同大小的立方体尺寸 let cubeGeometry = new BoxGeometry(cubeSize, cubeSize, cubeSize) let cubeMaterial = new MeshLambertMaterial({ color: 0xFF0000 // 将立方体设置成红色 }) // 生成立方体 let cube = new Mesh(cubeGeometry, cubeMaterial) // 根据地面尺寸，随机设置立方体位置 cube.position.x = -30 Math.round((Math.random() * planeGeometry.parameters.width)) cube.position.y = Math.round((Math.random() * 5)) cube.position.z = -30 Math.round((Math.random() * planeGeometry.parameters.height)) // 将立方体添加到立方体列表中 cubeList.push(cube) } // 解构立方体列表，将列表中所有立方体添加到场景中 scene.add(...cubeList) // 将场景和相机添加到渲染器中并执行渲染 renderer.render(scene, camera) // 将渲染器添加到div中 document.getElementById('canvasBox').appendChild(renderer.domElement) </script>

上面的代码比较多，需要耐性阅读一下注释。

上面的代码主要做了这几件事：

1. 创建场景
2. 添加地面
3. 添加环境光和聚光灯，这样可以展示出更好的立体效果
4. 将镜头对准地面
5. 随机生成20个不同大小的立方体，并随机放在地面上

可以看到不管远近的立方体，看上去颜色都是一样的。

而 Three.js 的场景是提供了雾化效果，只需设置 scene.fog 即可。

// 省略部分代码 import { // 省略部分导入 Fog // 雾化 } // 场景 const scene = new Scene() scene.fog = new Fog(0xffffff, 10, 100) // 添加雾化效果

只需设置 scene.fog 就能产生雾化效果。

公式：scene.fog(雾化颜色, 近值, 远值)

overrideMaterial 属性可以让场景里的所有物体都统一使用同一个材质，即使物体本身设置了自己的材质，也会被覆盖掉。

随机生成20个立方体，并随机设置颜色。

<div id="canvasBox"></div> <script type="module"> import { Scene, PerspectiveCamera, WebGLRenderer, BoxGeometry, MeshBasicMaterial, PlaneGeometry, MeshLambertMaterial, Mesh, AmbientLight, // 环境光 SpotLight // 聚光灯 } from '../js/Three/Three.js' // 场景 const scene = new Scene() // 相机 const camera = new PerspectiveCamera(45, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 1000) // 渲染器 const renderer = new WebGLRenderer() // 设置渲染器的大小 renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight) // 地面 const planeGeometry = new PlaneGeometry(60, 40, 1, 1) const planeMaterial = new MeshLambertMaterial({ color: 0xffffff }) const plane = new Mesh(planeGeometry, planeMaterial) plane.rotation.x = -0.5 * Math.PI // 旋转平面，让它看起来像地面 // 设置地面位置 plane.position.x = 2 plane.position.y = 0 plane.position.z = -10 // 将地面添加到场景中 scene.add(plane) // 设置相机位置 camera.position.x = -70 camera.position.y = 30 camera.position.z = 5 // 将镜头锁定到地面上 camera.lookAt(scene.position) // 环境光 const ambientLight = new AmbientLight(0x3c3c3c) // 将环境光添加到场景中 scene.add(ambientLight) // 聚光灯 const spotLight = new SpotLight(0xffffff, 1, 150, 120) spotLight.position.set(-40, 60, -10) // 将聚光灯添加到场景中 scene.add(spotLight) // 立方体列表 let cubeList = [] // 循环出20个立方体 for (let i = 0; i < 20; i ) { let cubeSize = Math.ceil((Math.random() * 3)) // 随机生成不同大小的立方体尺寸 let cubeGeometry = new BoxGeometry(cubeSize, cubeSize, cubeSize) let r = Math.floor(Math.random() * 256) let g = Math.floor(Math.random() * 256) let b = Math.floor(Math.random() * 256) let color = `#${r.toString(16)}${g.toString(16)}${b.toString(16)}` let cubeMaterial = new MeshLambertMaterial({ color // 设置随机颜色 }) // 生成立方体 let cube = new Mesh(cubeGeometry, cubeMaterial) // 根据地面尺寸，随机设置立方体位置 cube.position.x = -30 Math.round((Math.random() * planeGeometry.parameters.width)) cube.position.y = Math.round((Math.random() * 5)) cube.position.z = -30 Math.round((Math.random() * planeGeometry.parameters.height)) // 将立方体添加到立方体列表中 cubeList.push(cube) } // 解构立方体列表，将列表中所有立方体添加到场景中 scene.add(...cubeList) // 将场景和相机添加到渲染器中并执行渲染 renderer.render(scene, camera) // 将渲染器添加到div中 document.getElementById('canvasBox').appendChild(renderer.domElement) </script>

而此时如果我们设置一下 scene.overrideMaterial

// 省略部分代码 scene.overrideMaterial = new MeshLambertMaterial({ color: 0xffffff })

我把所有正方体都覆盖一层白色材质。最后出来的效果如上图所示。

需要使用 window.addEventListener('resize') 监听浏览器窗口变化

// 省略部分three代码（从上面的例子可以随便挑一个在页面上生成点东西） // 重置窗口尺寸 function onResize() { camera.aspect = window.innerWidth / window.innerHeight camera.updateProjectionMatrix() renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight) } // 监听浏览器窗口尺寸变化 window.addEventListener('resize',onResize, false)

⭐Three.js Scene 场景

https://gitee.com/k21vin/three-study-demo/tree/master/03场景