Three.js进阶实战:打造动态光影交互场景 ——结合环境光、聚光灯与相机控制的沉浸式体验

一、场景设计目标

构建一个包含以下元素的3D场景:

  1. 多个几何体(立方体、球体、圆柱体)
  2. 动态旋转的聚光灯
  3. 可交互的相机视角控制
  4. 环境光与阴影效果

二、核心实现步骤

1. 场景基础搭建

javascript 复制代码
// 创建场景、相机、渲染器(基础代码参考文章7、8)
const scene = new THREE.Scene;
const camera = new THREE.PerspectiveCamera(75, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 1000);
camera.position.set(0, 5, 10); // 初始视角抬高并后移
const renderer = new THREE.WebGLRenderer({ antialias: true });
renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
document.body.appendChild(renderer.domElement);

2. 添加多形态几何体(参考文章5、8)

javascript 复制代码
// 创建立方体(红色)
const cube = new THREE.Mesh(
  new THREE BoxGeometry(2, 2, 2),
  new THREE MeshPhongMaterial({ color: 0xff0000 })
);
scene.add(cube);

// 创建球体(蓝色)
const sphere = new THREE.Mesh(
  new THREE.SphereGeometry(1.5),
  new THREE MeshPhongMaterial({ color: 0x0000ff })
);
sphere.position.x = 3; // 右侧偏移
scene.add(sphere);

// 创建圆柱体(绿色)
const cylinder = new THREE.Mesh(
  new THREE.CylinderGeometry(1, 1, 3),
  new THREE MeshPhongMaterial({ color: 0x00ff00 })
);
cylinder.position.x = -3; // 左侧偏移
scene.add(cylinder);

3. 配置动态光影系统(核心创新点)

javascript 复制代码
// 环境光(全局基础照明)
const ambientLight = new THREE.AmbientLight(0x404040, 0.5);
scene.add(ambientLight);

// 聚光灯(动态光源)
const spotLight = new THREE.SpotLight(0xffffff, 1);
spotLight.position.set(0, 10, 0); // 顶部光源
spotLight castShadow = true; // 启用阴影
spotLight(angle = Math.PI / 4); // 光束角度
scene.add(spotLight);

// 阴影配置(参考文章9)
renderer.shadowMap.enabled = true;
renderer.shadowMap.type = THREE.PCFSoftShadowMap;

4. 添加交互控制(参考文章3、7)

html 复制代码
<!-- HTML中引入OrbitControls -->
<script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/[email protected]/examples/jsm/controls/OrbitControls.js"></script>

<script>
const controls = new THREEOrbitControls相机, renderer.domElement);
controls.enableZoom = true;
controls.enablePan = true;
</script>

5. 动态动画效果

javascript 复制代码
function animate {
  requestAnimationFrame(animate);
  
  // 动态旋转光源
  spotLight.position.x = Math.sin(Date.now * 0.001) * 5;
  spotLight.position.z = Math.cos(Date.now * 0.001) * 5;
  
  // 物体旋转
  cube旋转.x += 0.01;
  sphere旋转.y += 0.02;
  
  controls.update; // 更新控制
  renderer.render(scene, camera);
}
animate;

三、完整代码示例

html 复制代码
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <meta charset="utf-8">
  <title>动态光影场景</title>
  <style>
    body { margin: 0; overflow: hidden; }
  </style>
</head>
<body>
  <script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/[email protected]/build/three.min.js"></script>
  <script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/[email protected]/examples/jsm/controls/OrbitControls.js"></script>
  
  <script>
    // 场景基础搭建(略,参考上述代码)
    
    // 动态光源动画逻辑(略,参考上述代码)
  </script>
</body>
</html>

四、技术亮点解析

  1. 材质选择
    使用MeshPhongMaterial替代基础材质,支持高光反射和阴影映射,提升视觉表现力。
  2. 阴影优化
    通过PCFSoftShadowMap实现柔和阴影,避免锯齿感,同时调整shadowMapSize参数平衡性能与画质。
  3. 交互设计
    OrbitControls提供自然的鼠标拖拽、缩放和右键重置视角功能,显著提升用户体验。

五、扩展方向

  1. 物理引擎集成
    引入Cannon.jsAmmo.js实现物体碰撞与重力效果
  2. 粒子系统
    添加THREE.ParticleSystem创建动态粒子效果(参考文章3)
  3. 模型加载
    使用GLTFLoader导入复杂3D模型(参考文章3、10)

结语

通过组合使用Three.js的材质、灯光、控制与动画系统,我们能够快速构建出兼具视觉表现力与交互性的3D场景。此案例可作为数据可视化、虚拟展厅等项目的原型基础,开发者可根据需求进一步扩展功能。

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