如何学习Three.JS 3D引擎【转】

会飞的鱼

你可以用它来创建摄像机(cameras)，对象,(objects), 光照(lights), 材质(materials) 等等。你还可以选择渲染器，Three.js提供了多种渲染方式，如果你想让你的网页支持HTML5你也可以选择使用canvas来渲染，也可以使用WebGL或者SVG来进行渲染。Threejs是开源框架，你如果感兴趣你也可以参与开发。但是现在我只是用这个引擎，也只是把它当作一种小工具。在这里我也给大家演示一下如何学习ThreeJS的基础知识。
   对于ThreeJS的粉丝这是一片很基础的文章，但是对于新手这将很快的使你了解ThreeJS，通常你需要结合大量的实例来分析demo才可以明白。如果你有问题可以直接在mrdoob的论坛上发布， asking questions via GitHub.他会给你做出回答和解决的。如果你有很深奥和着急的问题你也可以发邮件给他们 Mr. doob和AlteredQualia 都会帮组你的。

1：基础
  首先我假设你是个有一定基础的3D开发者，并且你可以熟练的掌握和合理的运用javascript语法。如果你没有上述两点那么你需要学习学习，也许你会觉得非常的有趣的。不过javascript确实有点混乱，容易被人头疼。
在我们目前的3D世界当中至少包括以下几点基础的东西，我会给大家一一介绍。
一： 一个场景
二： 一个渲染器
三： 一个摄像机
四： 一个对象或者至少两个材质
当然你也可以做很多的东西，很多非常疯狂的东西，只要很有足够的想象力，那么就开始你的3D开发，做出很多很炫的WebGL作品吧。
2： 支持
开发WebGL需要浏览器的大力支持，google的chrome是我在做demo的时候常用的浏览器，个人感觉还是不错的。支持webgl的渲染并且在javascript上速度还是不错的还有一些潜在的javascript引擎。Chrome全部支持canvas，webgl，svg这一块。火狐个人觉得排名第二那么google就肯定第一了，并且是火狐4的版本。火狐的javascript引擎似乎还是比google的chrome慢些，但是在渲染的支持上还是很强的。Opear和Safari也支持webgl，但是他们当前的版本只支持canvas渲染，IE9也只支持canvas渲染，到目前为止还没有听到微软说全面支持webgl的消息，担忧啊。
3：设置场景（Scene）
这一步我想你肯定已经选好了一个可以渲染WebGL的浏览器了，并且选好了你要使用的渲染方式了canvas，因为canvas还是比较标准些。Canvas不只是支持WebGL，还有更多的支持。不过，WebGL运行在你cpu的图形卡上，这样就意味着你的cpu可以专心的做别的事，而不需要为webgl渲染而担心，这就叫做硬件加速渲染。
无论你选择什么样的渲染机制，但是你需要记住的就是javascript需要很好的优化性能，因为3D对于浏览器来说还是很大的渲染，所以在你的javascript代码中尽量减少浏览器的压力，优化优化再优化你的javascript代码。
那么这样的话，你可以下载you have downloadedThreeJS的多有js文件在你的电脑中，那么先看看如何着手建立一个Threejs的场景，看下面代码行：
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// set the scene size   

var WIDTH = 400,   

    HEIGHT = 300;   

   

// 设置相机的属性s   

var VIEW_ANGLE = 45,   

    ASPECT = WIDTH / HEIGHT,   

    NEAR = 0.1,   

    FAR = 10000;   

   

// 得到dom的元素   

// - 假设我们有jquery的开发经验   

var $container = $('#container');   

   

// 创建一个WebGL的渲染器和摄像机和一个场景   

   

var renderer = new THREE.WebGLRenderer();   

var camera = new THREE.Camera(  VIEW_ANGLE,   

                                ASPECT,   

                                NEAR,   

                                FAR  );   

var scene = new THREE.Scene();   

   

// 摄像机从 0,0,0开始 ，因此默认原点，需要时回滚   

   

//设置摄像机z坐标位置距离原点向外300   

camera.position.z = 300;   

   

// 开始渲染   

renderer.setSize(WIDTH, HEIGHT);   

   

// 加载dom的元素   

$container.append(renderer.domElement);   

看起来挺简单的，不是很难。
4：做一个网格模型
   现在我们有一个场景，一个摄像机，一个渲染器，但是我们需要画一个实体。实际上Three.js可以加载很多格式的3D文件，你的模型文件可以来自Blender，maya，Chinema4D，3dmax等等。现在我们要做的是一个网格的元素，相对比较基础的东西(球体)Spheres, (飞机)Planes,(立方体) Cubes ， (圆柱体)Cylinders。Three.js创建这些物体会非常的容易。
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//定义球体   

var radius = 50, segments = 16, rings = 16;   

   

// 创建一个新的网格球体几何学 -   

// 在下一节我们将要涉及到sphereMaterial   

var sphere = new THREE.Mesh(   

   new Sphere(radius, segments, rings),   

   sphereMaterial);   

   

// 添加球体到场景   

scene.addChild(sphere);   

好了！但是我们的这个球体没有材质。在代码中我们使用了一个变量sphereMaterial，但是我们还没有对他进行定义。首先我们需要做的是对球体的材质进行描述。
5：材质（Materials）
毫无疑问这在Three.Js中是很重要的一部分，因为Three.js可以让你很方便的实现你的网格效果。
   1：不发光
   2：发光
   3：多面
还有很多很多，现在我只介绍这些，剩下的由你自己去发现。但是你必须写在WebGL的着色器上，着色器是一个很庞大的东西，但是你可以使用GLSL(OpenGL的着色语言)。这就需要你用数学来实现模拟的灯光，这样会很复杂。但是多亏了Three.js，你可以不需要在做那样的数学计算了，如果你想写关于阴影的那么你可以使用MeshShaderMaterial来实现，所以这是一个很活泛的设置。
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// 创建一个球体的材质   

var sphereMaterial = new THREE.MeshLambertMaterial(   

{   

    color: 0xCC0000   

});   

你也可以创建一个其他的材质，除了颜色，比如平滑或者环境的地图。你可以看看这个页面check out the Wiki page，看看你还可以创建什么材质，实际上任何一个引擎都会提供给你的。
6：灯(Lights)
如果你按照上面的实现，那么你现在可以看到一个空色的圆球。但是我们现在有材质却没有光，Three.js默认的是全环境的光，那么我们需要把这些光修理的好点。
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// 创建一个光的源点   

var pointLight = new THREE.PointLight( 0xFFFFFF );   

   

// 设置光源点位置   

pointLight.position.x = 10;   

pointLight.position.y = 50;   

pointLight.position.z = 130;   

   

// 添加到场景   

scene.addLight(pointLight);   

7：循环渲染
现在我们大概算是有一些渲染了，但是我们需要这样做：
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// 绘画!   

renderer.render(scene, camera);   

我们渲染但不一定只是一次，所以如果你想循环渲染，那么你就需要好好的利用requestAnimationFrame这个js类，这是在浏览器中处理动画迄今为止最先进的js代码，但是到目前为止还不是完全支持，所以推介你看看 Paul Irish's shim.。
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// 设置回滚时间   

window.requestAnimFrame = (function(){   

  return  window.requestAnimationFrame       ||   

          window.webkitRequestAnimationFrame ||   

          window.mozRequestAnimationFrame    ||   

          window.oRequestAnimationFrame      ||   

          window.msRequestAnimationFrame     ||   

          function(/* function */ callback, /* DOMElement */ element){   

            window.setTimeout(callback, 1000 / 60);   

          };   

})();   

   

// 插入setInterval(render, 16) ....   

(function animloop(){   

  render();   

  requestAnimFrame(animloop, element);   

})();   

代码：
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// requestAnim shim layer by Paul Irish   

    window.requestAnimFrame = (function(){   

      return  window.requestAnimationFrame       ||   

              window.webkitRequestAnimationFrame ||   

              window.mozRequestAnimationFrame    ||   

              window.oRequestAnimationFrame      ||   

              window.msRequestAnimationFrame     ||   

              function(/* function */ callback, /* DOMElement */ element){   

                window.setTimeout(callback, 1000 / 60);   

              };   

    })();   

   

   

// example code from mr doob : http://mrdoob.com/lab/javascript/requestanimationframe/   

   

var canvas, context;   

   

init();   

animate();   

   

function init() {   

   

    canvas = document.createElement( 'canvas' );   

    canvas.width = 256;   

    canvas.height = 256;   

   

    context = canvas.getContext( '2d' );   

   

    document.body.appendChild( canvas );   

   

}   

   

function animate() {   

    requestAnimFrame( animate );   

    draw();   

   

}   

   

function draw() {   

   

    var time = new Date().getTime() * 0.002;   

    var x = Math.sin( time ) * 96 + 128;   

    var y = Math.cos( time * 0.9 ) * 96 + 128;   

   

    context.fillStyle = 'rgb(245,245,245)';   

    context.fillRect( 0, 0, 255, 255 );   

   

    context.fillStyle = 'rgb(255,0,0)';   

    context.beginPath();   

    context.arc( x, y, 10, 0, Math.PI * 2, ***e );   

    context.closePath();   

    context.fill();   

   

}   

8常见的对象的特性
如果你花时间看代码的话，你会看到很多Three.js继承的Object3D的对象，这是一个很基础的对象，包含很多非常有用的特征，位置，旋转，大小的信息。特别的是我们的网格也是继承与Object3D，他加了自己的一些特性：材质和几何。
你想知道为什么我会说到这里，那么你想画一个球体在你的web上什么都不做吗？这些特征的存在值得你去研究，因为他们允许你去操作潜在的材质和网格划分。
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// 几何球面   

sphere.geometry   

   

// 包含顶点和面   

sphere.geometry.vertices // 数组   

sphere.geometry.faces // 以数组形式   

   

// 位置   

sphere.position // 包括x，y，z三个属性   

sphere.rotation // 包括x，y，z三个属性   

sphere.scale // 包括x，y，z三个属性   

9：一个小的更改
在顶点这里我们需要做个更改，你尝试更改你的顶点数据，但是你会发现你的渲染一点没有改变，这是为什么呢?因为Three.js是一向很复杂的优化，你只需要更换其中的一个方法就可以，
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// 改变顶点   

sphere.geometry.__dirtyVertices = ***e;   

   

// 改变法线   

sphere.geometry.__dirtyNormals = ***e;   

其实还有很多，但是这两个是我发现最重要的，你会发现只改变这个就省去很多不必要的计算。
结论：
我想你已经大致了解这个关于Three.js的简单介绍了，你可以自己动手尝试做些实例了，你会发现3D在网页中也是非常有趣的。Three.js为你解决了很多头疼的问题，你就可以做出很酷的效果了。