Three.js 入门（一）— 开发环境搭建

开发环境搭建

WebGL介绍
[Threejs 介绍](#Threejs 介绍)
本地搭建threejs官方网站
使用Parcel搭建three.js开发环境
- 安装
- 项目设置
渲染第一个场景和物体
其他

WebGL介绍

WebGL

WebGL ：WebGL（Web图形库）是一个JavaScript API，可在任何兼容的Web浏览器中渲染高性能的交互式3D和2D图形，而无需使用插件。WebGL通过引入一个与OpenGL ES 2.0非常一致的API来做到这一点，该API可以在HTML5 元素中使用。

详细了解可参考官方文档。

Canvas

Canvas是HTML5的画布元素，在使用Canvas时，需要用到Canvas的上下文，可以用2D上下文绘制二维的图像，也可以使用3D上下文绘制三维的图像，其中3D上下文就是指WebGL。

渲染管线

Webgl 的渲染依赖底层GPU的渲染能力。所以WEBGL 渲染流程和 GPU 内部的渲染管线是相符的。

Threejs 介绍

Three.js是基于webGL的封装的一个易于使用且轻量级的3D库，Three.js对WebGL提供的接口进行了非常好的封装，简化了很多细节，大大降低了学习成本，极大地提高了性能，功能也非常强大，用户不需要详细地学习 WebGL，就能轻松创作出三维图形，是前端开发者研发3D绘图的主要工具。

WebGL和Three.js的关系：

本地搭建threejs官方网站

从Github上下载three.js

推荐直接下载ZIP包，文件有点大。

下载解压后，使用VSCode打开：

使用npm（yarn）运行安装依赖：npm install

运行之后：

这里介绍几个重要的部分：

docs ：three.js的官方文档，支持中文，介绍了入门开发，环境安装配置等等；
editor：threejs可视化编辑器，只有一些简单功能；
examples：介绍了官方给的案例，有源码可供学习；
manual：官方使用手册，介绍了相关开发功能和源码；
playground：材质编辑器，类似UE材质编辑蓝图和Unity中的ShaderGraph；

使用Parcel搭建three.js开发环境

为了方便模块化进行three.js项目的学习和开发，又不用学习太多的配置，增加学习成本，所以就使用Parcel这个web应用打包工具。
Parcel官网

安装

在开始之前，您需要安装 Node 和 Yarn 或 npm，并为您的项目创建一个目录。然后，使用 Yarn 将 Parcel 安装到您的应用程序中：

Yarn：yarn add --dev parcel

npm：npm install --save-dev parcel

安装three：npm install --save three

项目设置

创建src文件夹，并且创建index.html、styles.css、main.js文件

index.html

html 复制代码

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
  <head>
    <meta charset="UTF-8" />
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge" />
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0" />
    <title>Threejs Parcel App</title>
    <link rel="stylesheet" href="./assets/css/styles.css" />
  </head>
  <body>
    <script src="./main.js" type="module"></script>
  </body>
</html>

styles.css

css 复制代码

* {
  margin: 0;
  padding: 0;
}
body {
  background-color: skyblue;
}

main.js

js 复制代码

console.log('Hello world!');

package.json

json 复制代码

{
  "name": "threejs-parcel-app",
  "version": "1.0.0",
  "description": "",
  "main": "index.js",
  "scripts": {
    "dev": "parcel src/index.html",
    "build": "parcel build src/index.html"
  },
  "author": "",
  "license": "ISC",
  "devDependencies": {
    "parcel": "^2.12.0"
  },
  "dependencies": {
    "three": "^0.163.0"
  }
}

执行npm run dev 运行后：

渲染第一个场景和物体

场景

Three.js 的核心可以说是它的场景图（scene graph）。场景图在 3D 引擎是一个图中节点的层次结构，其中每个节点代表了一个局部空间（local space）。

javascript 复制代码

const scene = new THREE.Scene();

相机

javascript 复制代码

// 2、创建相机
const camera = new THREE.PerspectiveCamera(
  75,//视野角度（FOV）
  window.innerWidth / window.innerHeight,//长宽比（aspect ratio）
  0.1,//近截面（near）
  1000//远截面（far）
);
// 设置相机位置
camera.position.set(0, 0, 10);

渲染器

通过WebGL 将画面渲染到canvas上显示出来。

javascript 复制代码

// 初始化渲染器
const renderer = new THREE.WebGLRenderer();
// 设置渲染的尺寸大小
renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
// console.log(renderer);
// 将webgl渲染的canvas内容添加到body
document.body.appendChild(renderer.domElement);
// 使用渲染器，通过相机将场景渲染进来
renderer.render(scene, camera);

加入立方体

javascript 复制代码

// 添加物体
// 创建几何体
const cubeGeometry = new THREE.BoxGeometry(1, 1, 1);
//给它一个材质，来让它有颜色
const cubeMaterial = new THREE.MeshBasicMaterial({ color: 0xffff00 });
// 根据几何体和材质创建物体
const cube = new THREE.Mesh(cubeGeometry, cubeMaterial);
// 将几何体添加到场景中
scene.add(cube);

完整脚本

main.js

javascript 复制代码

import * as THREE from "three";

// 1、创建场景
const scene = new THREE.Scene();

// 2、创建相机
const camera = new THREE.PerspectiveCamera(
  75,
  window.innerWidth / window.innerHeight,
  0.1,
  1000
);

// 设置相机位置
camera.position.set(0, 0, 10);
scene.add(camera);

// 添加物体
// 创建几何体
const cubeGeometry = new THREE.BoxGeometry(1, 1, 1);
const cubeMaterial = new THREE.MeshBasicMaterial({ color: 0xffff00 });
// 根据几何体和材质创建物体
const cube = new THREE.Mesh(cubeGeometry, cubeMaterial);
// 将几何体添加到场景中
scene.add(cube);

// 初始化渲染器
const renderer = new THREE.WebGLRenderer();
// 设置渲染的尺寸大小
renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
// console.log(renderer);
// 将webgl渲染的canvas内容添加到body
document.body.appendChild(renderer.domElement);

// 使用渲染器，通过相机将场景渲染进来
renderer.render(scene, camera);

如果这里报警告：

需要npm i --save-dev @types/three 安装依赖。

运行效果：

其他

个人比较喜欢用ts，这里把项目改成ts配置附上

index.html

html 复制代码

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
  <head>
    <meta charset="UTF-8" />
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge" />
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0" />
    <title>Threejs Parcel App</title>
    <link rel="stylesheet" href="./assets/css/styles.css" />
  </head>
  <body>
    <script src="./main.ts" type="module"></script>
  </body>
</html>

styles.css

css 复制代码

* {
  margin: 0;
  padding: 0;
}
body {
  background-color: skyblue;
}

main.ts

javascript 复制代码

import * as THREE from "three";

// 1、创建场景
const scene = new THREE.Scene();

// 2、创建相机
const camera = new THREE.PerspectiveCamera(
  75,
  window.innerWidth / window.innerHeight,
  0.1,
  1000
);

// 设置相机位置
camera.position.set(0, 0, 10);
scene.add(camera);

// 添加物体
// 创建几何体
const cubeGeometry = new THREE.BoxGeometry(1, 1, 1);
const cubeMaterial = new THREE.MeshBasicMaterial({ color: 0xffff00 });
// 根据几何体和材质创建物体
const cube = new THREE.Mesh(cubeGeometry, cubeMaterial);
// 将几何体添加到场景中
scene.add(cube);

// 初始化渲染器
const renderer = new THREE.WebGLRenderer();
// 设置渲染的尺寸大小
renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
// console.log(renderer);
// 将webgl渲染的canvas内容添加到body
document.body.appendChild(renderer.domElement);

// 使用渲染器，通过相机将场景渲染进来
renderer.render(scene, camera);

package.json

javascript 复制代码

{
  "name": "threejs-parcel-app",
  "version": "1.0.0",
  "description": "",
  "main": "main.js",
  "types": "dist/types.d.ts",
  "scripts": {
    "dev": "parcel src/index.html",
    "build": "parcel build src/index.html"
  },
  "author": "",
  "license": "ISC",
  "devDependencies": {
    "@types/three": "^0.163.0",
    "parcel": "^2.12.0"
  },
  "dependencies": {
    "three": "^0.163.0"
  }
}