webgl之绘图要点

　　3D世界是由点组成的，两个点组成一条直线，而三个点就可以组成一个三角形，通过三角形就可以组成任意形状的物体，而这种组成的物体我们称为Mesh模型，接着Mesh模型加上纹理就组成了真实的3D世界。下面我们就逐一介绍。

零、坐标系

　　在Three.js中，默认使用的就是右手坐标系，即将手掌伸开平行于X轴，然后屈掌使得四指平行于y轴，这时大拇指朝向与z轴相同就是右手坐标系，否则，就是左手坐标系。下面两张图的描述方法都是正确的。如下：

　　如上，Three.js中使用的就是右边的这个坐标系 - 右手坐标系。

一、点

　　在3D世界中，在建立了坐标系之后，就会通过x、y、z三个分量确定空间中的一个点。Three.js中提供了THREE.Vector3()构造函数来创建一个点，我们在源码中搜索Vector3就可以找到此构造函数的定义，如下所示：

function Vector3( x, y, z ) {

        this.x = x || ;

        this.y = y || ;

        this.z = z || ;

    }

    Object.assign( Vector3.prototype, {

        isVector3: true,

        set: function ( x, y, z ) {

            this.x = x;

            this.y = y;

            this.z = z;

            return this;

        },

        setScalar: function ( scalar ) {

            this.x = scalar;

            this.y = scalar;

            this.z = scalar;

            return this;

        },

        setX: function ( x ) {

            this.x = x;

            return this;

        },

        // ... 还有很多额外的方法

　　即首先定义了一个构造函数，然后给这个构造函数添加原型，最后，在原型上定义了一系列的方法，于是，如果我们希望获取一个点，就可以通过下面的方式：

var point = new THREE.Vector3(, , );

　　或者，利用实例的set方法，如下所示：

var point1 = new THREE.Vector3(, , );

二、线

　　两点连接即可得到一条线。而如果要在WebGL中创建一条线，需要大致如下步骤：

        var geometry = new THREE.Geometry();

        var material = new THREE.LineBasicMaterial({VertexColors: true});

        var p1 = new THREE.Vector3(, , -);

        var p2 = new THREE.Vector3(, , );

        geometry.vertices.push(p1);

        geometry.vertices.push(p2);

        var color1 = new THREE.Color(0x444444),

            color2 = new THREE.Color(0xff00ff);

        geometry.colors.push(color1, color2);

        var line = new THREE.Line(geometry, material, THREE.LinePieces);

        scene.add(line);

　　其中，我们首先创建一个Geometry（几何形状），点、线、面都是几何形状，所以画线，就要先定义一个几何形状，然后在通过THREE.LineBasicMaterial构造函数创建直线的材料，实际上，它接受一个配置对象，属性有Color（颜色）、LineWidth（宽度）、Linecap（线条两端外观）、Linejoin（两个线条连接点的外观）等等。接着，我们创建了两个点p1和p2，又push进入geometry中，vertices就是顶点的意思；然后又创建了两个颜色即两端点的颜色；再通过THREE.Line将geometry、material结合；最后添加到场景中即可。

　　完整代码如下：

<!DOCTYPE html>

<html lang="en">

<head>

    <meta charset="UTF-8">

    <title>three.js</title>

    <style>

        * {

            margin: ;

            padding: ;

        }

    </style>

    <script src="./three.js"></script>

</head>

<body>

    <script>

        var scene = new THREE.Scene();

        var axes = new THREE.AxesHelper();

        scene.add(axes);

        var camera = new THREE.PerspectiveCamera(, window.innerWidth / window.innerHeight, , );

        camera.position.x = ;

        camera.position.y = ;

        camera.position.z = ;

        camera.lookAt(scene.position);

        var renderer = new THREE.WebGLRenderer();

        renderer.setClearColor(0x111111);

        renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);

        var geometry = new THREE.Geometry();

        var material = new THREE.LineBasicMaterial({vertexColors: true});

        var p1 = new THREE.Vector3(, , -);

        var p2 = new THREE.Vector3(, , );

        geometry.vertices.push(p1);

        geometry.vertices.push(p2);

        var color1 = new THREE.Color(0x444444),

            color2 = new THREE.Color(0xff00ff);

        geometry.colors.push(color1, color2);

        var line = new THREE.Line(geometry, material, THREE.LineSegments);

        scene.add(line);

        document.body.append(renderer.domElement);

        renderer.render(scene, camera);

    </script>

</body>

</html>

　　效果如下：

　即其中的紫色的线就是我们创建的，而其他三个是坐标轴。

三、面

　　这里，我们可以绘制一个坐标平面，其中横竖都是二十条线，在照相机的拍摄下，如下所示：

　　完整代码如下所示：

<!DOCTYPE html>

<html lang="en">

<head>

    <meta charset="UTF-8">

    <title>three.js</title>

    <style>

        * {

            margin: ;

            padding: ;

        }

    </style>

    <script src="./three.js"></script>

</head>

<body>

    <script>

        var scene = new THREE.Scene();

        var axes = new THREE.AxesHelper();

        scene.add(axes);

        var camera = new THREE.PerspectiveCamera(, window.innerWidth / window.innerHeight, , );

        camera.position.x = ;

        camera.position.y = ;

        camera.position.z = ;

        camera.up.x = ;

        camera.lookAt(scene.position);

        var renderer = new THREE.WebGLRenderer();

        renderer.setClearColor(0xffffff);

        renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);

        var geometry = new THREE.Geometry();

        var material = new THREE.LineBasicMaterial({color:0x000000, opacity: 0.2});

        var p1 = new THREE.Vector3(-, , );

        var p2 = new THREE.Vector3(, , );

        geometry.vertices.push(p1);

        geometry.vertices.push(p2);

        for (var i = ; i <= ; i++) {

            var line = new THREE.Line(geometry, material);

            line.position.z = (i * ) - ;

            scene.add(line);

            var line = new THREE.Line(geometry, material);

            line.position.x = (i * ) - ;

            line.rotation.y =  * Math.PI / ;

            scene.add(line);

        }

        document.body.append(renderer.domElement);

        renderer.render(scene, camera);

    </script>

</body>

</html>

　　这里就是通过循环来创建线条，保证封闭即可，通过旋转方向保证形成一个正方形。

　　至此，我们就完成了点、线、面的绘制了。

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零、坐标系

一、点

二、线

三、面

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