翻译《threejsfundamentals》离屏渲染+web-worker一篇

Three.js OffscreenCanvas   

OffscreenCanvas是一种相对较新的浏览器功能，目前仅在Chrome中可用，但显然也即将适用于其他浏览器。

OffscreenCanvas使web worker能够渲染canvas。这是一种办法把繁重的工作（如渲染复杂的3D场景）交给web worker，为了避免降低浏览器的响应速度。这还意味着数据是在worker中加载和解析的，因此在页面加载时可能会减少卡顿（jank）   

初步的使用非常简单，让我们移植3旋转立方体示例从the article on responsiveness。worker通常将他们的代码分离到另一个脚本文件中，而这个站点上的大多数示例都将他们的脚本嵌入到他们所在页面的HTML文件中。 在本例中，我们将创建一个名为offscreencanvas-cubes.js的文件，并将响应式example中的所有JavaScript复制到该文件中。然后，我们将进行必要的更改，使其在辅助进程中运行。

我们仍然需要写一些JavaScript代码在HTML页面中。我们需要做的第一件事是找到canvas，然后通过调用 canvas.transferControlToOffscreen 将该画布的控制权转移到屏幕外。

function main() {
  const canvas = document.querySelector('#c');
  const offscreen = canvas.transferControlToOffscreen();

  ...

然后，我们可以用新的 worker（pathToScript，{type:'module'} 启动我们的worker。并将 offscreen 对象传递给它。

function main() {
  const canvas = document.querySelector('#c');
  const offscreen = canvas.transferControlToOffscreen();
  const worker = new Worker('offscreencanvas-cubes.js', {type: 'module'});
  worker.postMessage({type: 'main', canvas: offscreen}, [offscreen]);
}
main();

需要注意的是，worker不能访问DOM。他们不能查看HTML元素，也不能接收鼠标事件或键盘事件。通常他们能做的唯一一件事就是响应发送给他们的消息，并将消息发送回页面。

要向worker发送消息，我们调用 worker.postMessage 并向其传递1或2个参数。第一个参数是一个JavaScript对象，它将被 clone 并发送给worker。第二个参数是一个可选的对象数组，它是第一个对象的一部分，第一个对象是我们想要传递给worker的对象。这些对象将不会被克隆。相反，它们将被转移，并将不再存在于主页中。“不存在”可能是错误的描述，相反，它们是中性的。只能传输某些类型的对象，而不能克隆。它们包括 OffscreenCanvas ，因此一旦将 OffscreenCanvas 传输回主页，就没有用了。

worker从他们的 onmessage 处理程序接收消息。我们传递给 postMessage 的对象在 event.data 传递给worker上的 onmessage 处理程序时到达。上面的代码在传递给worker的对象中声明了一个类型：“main”。此对象对浏览器没有意义。这完全是我们自己用的。我们将创建一个处理程序，他基于类型调用worker中不同函数。然后，我们可以根据需要添加函数，并从主页面轻松调用它们。

const handlers = {
  main,
};

self.onmessage = function(e) {
  const fn = handlers[e.data.type];
  if (!fn) {
    throw new Error('no handler for type: ' + e.data.type);
  }
  fn(e.data);
};

调用一个不同的函数，您可以在上面看到，我们只是根据类型查找处理程序，并将从主页发送的数据传递给它，因此，现在我们只需要开始更改我们从the article on responsiveness 粘贴到 offscreencanvas-cubes.js 中的 main 。

我们将从事件数据接收canvas，而不是从DOM中查找canvas。（canvas可以传递吗）

//function main() {
//  const canvas = document.querySelector('#c');
function main(data) {
  const {canvas} = data;
  const renderer = new THREE.WebGLRenderer({canvas});

  ...

记住worker根本看不到DOM，我们遇到的第一个问题是 ResizeRenderToDisplaySize 不能查看 canvas.clientWidth 和 canvas.ClientHight ，因为它们是DOM值。这是原始代码

function resizeRendererToDisplaySize(renderer) {
  const canvas = renderer.domElement;
  const width = canvas.clientWidth;
  const height = canvas.clientHeight;
  const needResize = canvas.width !== width || canvas.height !== height;
  if (needResize) {
    renderer.setSize(width, height, false);
  }
  return needResize;
}

相反，我们需要在 size 变化时将其发送给worker。所以，让我们添加一些全局状态，并将宽度和高度放置在那里。

const state = {
  width: 300,  // canvas default
  height: 150,  // canvas default
};

然后，让我们添加一个 “size” 处理程序来更新这些值。

function size(data) {
  state.width = data.width;
  state.height = data.height;
}

const handlers = {
  main,
  size,
};

现在我们可以将 ResizeRenderToDisplaySize 更改为使用 state.width 和 state.height 。

function resizeRendererToDisplaySize(renderer) {
  const canvas = renderer.domElement;
  // const width = canvas.clientWidth;
  // const height = canvas.clientHeight;
  const width = state.width;
  const height = state.height;
  const needResize = canvas.width !== width || canvas.height !== height;
  if (needResize) {
    renderer.setSize(width, height, false);
  }
  return needResize;
}

在我们计算aspect 的地方，我们需要类似的变化

function render(time) {
  time *= 0.001;

  if (resizeRendererToDisplaySize(renderer)) {
    // camera.aspect = canvas.clientWidth / canvas.clientHeight;
    camera.aspect = state.width / state.height;
    camera.updateProjectionMatrix();
  }

  ...

回到主页，我们将在页面大小更改时发送大小事件。

const worker = new Worker('offscreencanvas-picking.js', {type: 'module'});
worker.postMessage({type: 'main', canvas: offscreen}, [offscreen]);

function sendSize() {
  worker.postMessage({
    type: 'size',
    width: canvas.clientWidth,
    height: canvas.clientHeight,
  });
}

window.addEventListener('resize', sendSize);
sendSize();

我们还可以调用它一次，以发送初始大小。

仅做了这些改动，假设您的浏览器完全支持Offscreencanvas，它应该可以正常工作。在我们运行它之前，让我们检查一下浏览器是否真的支持OffscreenCanvas，如果不支持，则显示一个错误。首先，让我们添加一些HTML来显示错误。

<body>
  <canvas id="c"></canvas>
  <div id="noOffscreenCanvas" style="display:none;">
    <div>no OffscreenCanvas support</div>
  </div>
</body>

和一些css：

#noOffscreenCanvas {
    display: flex;
    width: 100%;
    height: 100%;
    align-items: center;
    justify-content: center;
    background: red;
    color: white;
}

然后我们可以检查 transferControlToOffscreen 是否存在，以查看浏览器是否支持 OffscreenCanvas

function main() {
  const canvas = document.querySelector('#c');
  if (!canvas.transferControlToOffscreen) {
    canvas.style.display = 'none';
    document.querySelector('#noOffscreenCanvas').style.display = '';
    return;
  }
  const offscreen = canvas.transferControlToOffscreen();
  const worker = new Worker('offscreencanvas-picking.js', {type: 'module});
  worker.postMessage({type: 'main', canvas: offscreen}, [offscreen]);

  ...

如果你的浏览器支持Offscreencanv，那么这个例子就可以了（官方页面中有，我没粘过来，在博客园弄js不太方便）

click here to open in a separate window

这个例子很不错，但因为目前不是每个浏览器都支持OffscreenCanvas，所以让我们将代码更改为同时使用 OffscreenCanvas 和 canvas ，如果不支持 OffscreenCanvas ，则退回到主页中使用 canvas ，就像正常情况一样

顺便说一句，如果你需要OffscreenCanvas来让你的页面更具响应性，那么现在还不清楚回退的意义何在。可能基于您是否最终在主页面上运行或在worker中运行，您可能会调整完成的工作量，以便在worker中运行时可以比在主页面上运行时做得更多。你做什么真的取决于你自己。

我们应该做的第一件事可能是将three.js代码与特定于worker的代码分开。这样我们就可以在主页和工作页面上使用相同的代码。换句话说，我们现在将有3个文件

1. 1. our html file: threejs-offscreencanvas-w-fallback.html
   2. a JavaScript that contains our three.js code: shared-cubes.js
   3. our worker support code: offscreencanvas-worker-cubes.js

shared-cubes.js 和 offscreencanvas-worker-cubes.js 基本上是我们之前 offscreencanvas-cubes.js 文件的拆分。首先，我们将 offscreencanvas-cubes.js 复制到 shared-cube.js 。然后我们将 main 重命名为 init ，因为我们的HTML文件中已经有一个 main ，我们需要导出 init 和 state

import * as THREE from './resources/threejs/r132/build/three.module.js';

const state = {
export const state = {
  width: 300,   // canvas default
  height: 150,  // canvas default
};

function main(data) {
export function init(data) {
  const {canvas} = data;
  const renderer = new THREE.WebGLRenderer({canvas});

（课业太忙了，暂时没时间写了，未完待续。。。）