React虚拟现实案例

先说说环境搭建。创建好React项目后,直接一把梭。这三个包分别是Three.js本体、React渲染器和常用工具库。装完这些,一个最简单的3D场景只需要几行代码就能跑起来:

但这只是个开始,要实现VR效果还得解决两个关键问题:立体渲染和控制器交互。

立体渲染这块,我选择了WebXR Device API。在Canvas组件里加上属性就能开启VR模式:

不过光这样还不够,得处理双屏渲染。好在@react-three/fiber已经帮我们封装好了,会自动创建左右眼的相机。但场景里的物体位置要特别注意,比如把立方体放在(0,0,-2)的位置,这样在VR头盔里看起来才会比较舒服。

接下来是交互环节。VR世界里总不能当个旁观者吧?我通过@react-three/xr提供的控制器组件实现了手柄交互:

为了让交互更真实,我还给控制器添加了震动反馈。当用户抓取物体时调用方法,手柄就会产生细微震动,这种触觉反馈能极大提升沉浸感。

场景搭建方面,我设计了一个简单的虚拟展厅。地面用平面几何体加上木质纹理贴图,墙面用BoxGeometry搭建,然后加载了几张艺术画作作为贴图。为了营造氛围,还在场景中加入了点光源和环境光:

性能优化是VR开发的重中之重。因为要保证90fps的渲染帧率才能避免用户晕动症,我用了@react-three/drei提供的细节层次(LOD)组件,根据物体与相机的距离动态切换模型精度。还实现了视锥体剔除,只渲染用户在VR中实际能看到的内容。

在调试过程中遇到最头疼的问题是坐标系统。VR场景中的坐标单位是米,而普通3D场景中可能是任意单位。有次我把立方体放在(0,0,-10)的位置,结果在VR里看起来远得几乎看不见。后来才明白VR中的距离要和现实世界比例1:1,通常把物体放在2-5米范围内最合适。

另一个坑是材质渲染。在普通3D场景中看起来正常的材质,到了VR里可能会出现过曝或者颜色失真的问题。最后发现需要在WebGLRenderer中开启sRGB编码和色调映射:

经过几天的折腾,终于做出了一个能稳定运行的VR展厅。虽然在功能上还比较基础,但第一次在VR头盔里看到自己用React构建的3D世界,那种成就感确实很特别。现在回头看看,用React开发现代WebVR应用已经变得相当可行,尤其是react-three/fiber这样的生态让3D开发门槛降低了不少。

如果你也想尝试React VR开发,建议先从简单的几何场景开始,逐步添加交互功能,别忘了在真机设备上多做测试。虽然过程中会遇到各种挑战,但最终的效果绝对值得这些付出。

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