理解Three.js的相机

大家都知道我们生活中的相机，可以留下美好瞬间。那Three.js的相机是什么呢？Three.js创建的场景是三维的，而我们使用的显示器显然是二维的，相机就是抽象的定义了三维空间到二维显示器的投影方式。Three.js常见的相机有两类：正交投影vs透视投影。那这两类相机又有什么区别呢？下面用案例理解一下。

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知识点

1、什么是正交投影照相机；

2、什么是透视投影照相机；

3、正交投影和透视投影照相机的对比；

正交投影照相机

正交投影照相机就像在数学几何学课上老师画的效果，对于在三维空间内平行的线，投影到二维空间中也一定是平行的。

它的构造函数为：

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THREE.OrthographicCamera(left,right,top,bottom, near, far);

六个参数分别代表正交投影照相机拍摄到的六个面的位置。六个面围成的叫视景体。near表示近平面与相机镜头中心点的垂直距离；far表示远平面与相机中心点的垂直距离；而照相机不应该拍摄到其后方的物体，故near、far均为正值，且far > near。

大家还记得小编之前写的Hello World嘛？修改下这个案例，初始化正交投影照相机：

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//初始化正交投影照相机
function initOrthographicCamera() {
    //实例化正交投影照相机
    camera = new THREE.OrthographicCamera(-3, 3, 2, -2, 1, 10);
    //设置照相机的位置
    camera.position.set(0,0,5);
}

canvas的宽度设置为了600px*400px，若要保持横竖比例，照相机的水平距离是6、垂直距离是4（小编理解的类似给DOM元素设置背景图片一样，图片的宽高比要与元素的宽高比一致，不然图片会变形）。初始化几何体，使用wireframe而不是实心的材质，这样可以看到正方体后面的边框：

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//创建材质
material = new THREE.MeshNormalMaterial({wireframe:true});

可以看到后面的边框都重叠了，我们试着设置照相机的位置或照相机实例化参数left、right、top、bottom，看看图案的变化：

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//初始化正交投影照相机(设置照相机的位置)
function initOrthographicCamera() {
    //实例化正交投影照相机
    camera = new THREE.OrthographicCamera(-3, 3, 2, -2, 1, 10);
    //设置照相机的位置(右上角移动)
    camera.position.set(1, 0.5, 5);
}

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//初始化正交投影照相机(修改实例化参数)
function initOrthographicCamera() {
    //实例化正交投影照相机
    camera = new THREE.OrthographicCamera(-2, 4, 2.5, -1.5, 1, 10);
    //设置照相机的位置
    camera.position.set(0, 0, 5);
}

设置照相机的位置或修改照相机实例化参数，都能得到同样的结果。然后通过lookAt函数指定它看着原点方向：

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camera.lookAt(new THREE.Vector3(0, 0, 0));

设置相机位置后使用lookAt

设置相机初始参数后使用lookAt

相机位置变化后（右上角轻微移动），观察物体的方向也改变了，故设置它看向原点方向，会有俯视感，看到更多的线；而设置相机初始化参数，只是改变了视景体，相机位置并未变化，一直看向原点，因此无变化。

透视投影照相机

透视投影照相机是类似人眼在真实世界中看到的有"近大远小"的效果。

它的构造函数为：

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THREE.PerspectiveCamera(fov, aspect, near, far);

四个参数分别为fov是视景体竖直方向上的视角；aspect等于width / height，是照相机水平方向和竖直方向长度的比值，通常设为Canvas的横纵比例；near和far分别是照相机到视景体最近、最远的距离，均为正值，且far>near。

用刚才的例子，初始化一个透视投影：

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//初始化透视投影照相机
function initPerspectiveCamera() {
    //实例化透视投影照相机
    camera = new THREE.PerspectiveCamera(45, 600/400, 1,10);
    //设置照相机的位置
    camera.position.set(0,0,5);
}

可以清晰的看到正方体的各条边，呈现也是近大远小。改变一下初始化参数fov的值：

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//实例化透视投影照相机
camera = new THREE.PerspectiveCamera(80, 600/400, 1,10);

物体本身没有变小，但视角越大，视景体就越大，物体相对视景体就变小了。那大家猜猜下图是如何得到的呢？