一、Three.js第一篇、新手上路

（一）、几何体Geometry

• 方形几何体：new THREE.BoxGeometry.BoxGeometry

    new THREE.BoxGeometry.BoxGeometry(100, 100, 100); //创建一个立方体几何对象Geometry

里面的参数为(长，宽，高)

代码var box=new THREE.BoxGeometry(100,100,100);通过构造函数THREE.BoxGeometry()创建了一个长宽高都是100的立方体，通过构造函数名字BoxGeometry也能猜出这个构造函数的意义，利用new关键字操作构造函数可以创建一个对象， 这都是Javascript语言的基本知识，至于THREE.BoxGeometry()构造函数具体是什么可以不用关心， 就像你使用前端使用JQuery库一样查找官方文档就可以，你可以把代码THREE.BoxGeometry(100,100,100)中的第一个参数更改为为50，刷新浏览器查看数据更改后长方体的效果图，可以看到已经不是长宽高一样的立方体， 而是普通的长方体。

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你也可以用下面一段代码代替上面的长方体代码，你会发现会渲染出来一个球体效果。

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（二）、球体几何对象new THREE.SphereGeometry

    var geometry = new THREE.SphereGeometry(60, 40, 40);

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（三）、材质Material

代码var material=new THREE.MeshLambertMaterial({color:0x0000ff});通过构造函数THREE.MeshLambertMaterial()创建了一个可以用于立方体的材质对象， 构造函数的参数是一个对象，对象包含了颜色、透明度等属性，本案例中只定义了颜色color，颜色属性值0x0000ff表示蓝色，可以把颜色值改为0x00ff00，可以看到是绿色的立方体效果， 这里使用的颜色值表示方法是16进制RGB三原色模型。

    //点光源
    var point = new THREE.PointLight(0xffffff);
    point.position.set(300, 400, 500); //点光源位置
     // 参数为 (左,上,右)
    scene.add(point); //点光源添加到场景中

说白了就是每个位置的颜色

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(四)、光源Light

代码var point=new THREE.PointLight(0xffffff);通过构造函数THREE.PointLight()创建了一个点光源对象，参数0xffffff定义的是光照强度， 你可以尝试把参数更改为为0x444444，刷新浏览器你会看到立方体的表面颜色变暗，这很好理解，实际生活中灯光强度变低了，周围的景物自然暗淡，three.js引擎对WebGL光照模型算法都进行了封装，不需要你了解计算机图形学， 可以直接使用调用three.js光源相关API直接创建一个光源对象，就像你使用普通的三维建模渲染软件一样，只是这里多了一个Javascript编程语言而已。

    //环境光
    var ambient = new THREE.AmbientLight(0xfec);
    scene.add(ambient);

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(五)、相机Camera

代码var camera = new THREE.OrthographicCamera(-s * k, s * k, s, -s, 1, 1000);通过构造函数THREE.OrthographicCamera()创建了一个正射投影相机对象， 什么是“正射投影”，什么是“相机对象”，每个人的基础不一样，或许你不太理解，或许你非常理解，如果不清楚还是那句话，刚一开始不用深究，改个参数测试一下看看视觉效果你就会有一定的感性认识。

camera.position.set(200, 300, 200);和camera.lookAt(scene.position);定义的是相机的位置和拍照方向，可以更改camera.position.set(200,300,200);

  参数重新定义的相机位置，把第一个参数也就是x坐标从200更改为250， 你会发现立方的在屏幕上呈现的角度变了，这就像你生活中拍照人是同一个人，但是你拍照的位置角度不同，显示的效果肯定不同。这些具体的参数细节可以不用管， 至少你知道相机可以缩放显示三维场景、对三维场景的不同角度进行取景显示。

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(六)、对象方法与属性

从面向对象编程的角度理解上面的程序，使用three.js和使用其它传统前端Javascript库或框架一样，通过框架提供的构造函数可以创建对象，对象拥有方法和属性，只不过three.js是一款3D引擎， 如果你对HTML、Javascript语言、三维建模渲染软件都能够理解应用，即使你不懂计算机图形学和WebGL，也能够学习three.js引擎,创建可以在线预览的三维场景。

案例源码分别使用构造函数

THREE.Scene()
THREE.OrthographicCamera()
THREE.WebGLRenderer()

创建了场景、相机、渲染器三个最顶层的总对象，然后通过总对象的子对象、方法和属性进行设置， 相机对象和渲染对象相对简单，最复杂的是场景对象，new THREE.Mesh(box,material);使用构造函数Mesh()创建了一个网格模型对象，该对象把上面两行含有顶点位置信息的几何体对象和含有颜色信息的材质对象作为参数，网格模型创建好之后， 需要使用场景对象的方法.add()把三维场景的子对象添加到场景中，new THREE.PointLight(0xffffff);、new THREE.AmbientLight(0x444444);定义了两个点光源、环境光对象，然后作为场景的子对象插入场景中。 场景、相机、渲染器设置完成后，设置代码renderer.render(scene,camera)把场景、相机对象作为渲染器对象方法render()的参数，这句代码的意义相当于告诉浏览器根据相机的放置方式拍摄已经创建好的三维场景对象。

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二、旋转动画、requestAnimationFrame周期性渲染

（一）、周期性渲染

先看段代码：

    /*创建渲染器对象并设置动画*/
    var renderer = new THREE.WebGLRenderer();
    function render() {
    
    renderer.render(scene,camera);//执行渲染操作
    mesh.rotateX(0.01);//每次绕y轴旋转0.01弧度
}
    //间隔20ms周期性调用函数fun,20ms也就是刷新频率是50FPS(1s/20ms)，每秒渲染50次
    setInterval("render()",20);

    /* 下面可以认为是必写项 */
    renderer.setSize(width, height);//设置渲染区域尺寸
    renderer.setClearColor(0xffffff, 1); //设置背景颜色
    document.body.appendChild(renderer.domElement); //body元素中插入canvas对象

上面代码定义了一个渲染函数render()，函数中定义了三个语句，通过setInterval(“render()”,20);可以实现m每间隔20毫秒调用一次函数render()，每次调用渲染函数的时候，执行renderer.render(scene,camera);渲染出一帧图像，执行mesh.rotateY(0.01);语句使立方体网格模型绕y轴旋转0.01弧度。

（二）、渲染频率

调用渲染方法.render()进行渲染的渲染频率不能太低，比如执行setInterval(“render()”,200);间隔200毫秒调用渲染函数渲染一次，相当于每秒渲染5次，你会感觉到比较卡顿。渲染频率除了不能太低，也不能太高，太高的话计算机的硬件资源跟不上。一般调用渲染方法.render()进行渲染的渲染频率控制在每秒30~60次，人的视觉效果都很正常，也可以兼顾渲染性能。

（三）、函数requestAnimationFrame()

threejs动画效果，使用了setInterval()函数，实际开发中，为了更好的利用浏览器渲染，可以使用函数requestAnimationFrame()代替setInterval()函数，requestAnimationFrame()和setInterval()一样都是浏览器window对象的方法。
当然，虽然都是浏览器window对象的方法，那一定是有区别的，继续往下看。
requestAnimationFrame()参数是将要被调用函数的函数名，requestAnimationFrame()调用一个函数不是立即调用而是向浏览器发起一个执行某函数的请求， 什么时候会执行由浏览器决定，一般默认保持60FPS的频率，大约每16.7ms调用一次requestAnimationFrame()方法指定的函数，60FPS是理想的情况下，如果渲染的场景比较复杂或者说硬件性能有限可能会低于这个频率。
可以这样使用,无需setInterval()

function render() {
    
        renderer.render(scene,camera);//执行渲染操作
        mesh.rotateY(0.01);//每次绕y轴旋转0.01弧度
        requestAnimationFrame(render);//请求再次执行渲染函数render
    }
render();

（四）、均匀旋转

在实际执行程序的时候，可能requestAnimationFrame(render)请求的函数并不一定能按照理想的60FPS频率执行，两次执行渲染函数的时间间隔也不一定相同，如果执行旋转命令的rotateY的时间间隔不同，旋转运动就不均匀，为了解决这个问题需要记录两次执行绘制函数的时间间隔。
只需要将下面的渲染函数替换原来的渲染函数即可，

rotateY()的参数是0.001t，也意味着两次调用渲染函数执行渲染操作的间隔t毫秒时间内，立方体旋转了0.001t弧度，很显然立方体的角速度是0.001弧度每毫秒(0.0001 rad/ms = 1 rad/s = 180度/s)。

var renderer = new THREE.WebGLRenderer();
let T0 = new Date();//上次时间
function render() {
    
    let T1 = new Date();//本次时间
    let t = T1 - T0;//时间差
    T0 = T1;//把本次时间赋值给上次时间
    requestAnimationFrame(render);
    renderer.render(scene, camera);//执行渲染操作
    mesh.rotateY(0.001 * t);//旋转角速度0.001弧度每毫秒
}
render();

CPU和GPU执行一条指令时间是纳秒ns级，相比毫秒ms低了6个数量级，所以一般不用考虑渲染函数中几个计时语句占用的时间，除非你编写的是要精确到纳秒ns的级别的标准时钟程序。

三、鼠标操作三维场景

（一）OrbitControls.js

1. 引入控件

<script src="./three.js-master/examples/js/controls/OrbitControls.js"></script>

OrbitControls.js控件支持鼠标左中右键操作和键盘方向键操作
就拿上个例子进行示范：

        var renderer = new THREE.WebGLRenderer();
        let T0 = new Date();//上次时间
        function render() {
    
            let T1 = new Date();//本次时间
            let t = T1 - T0;//时间差
            T0 = T1;//把本次时间赋值给上次时间
            renderer.render(scene, camera);//执行渲染操作
            // mesh.rotateY(0.001 * t);//旋转角速度0.001弧度每毫秒
            
        }
        render();
        /* ?设置鼠标事件 */
        var controls = new THREE.OrbitControls(camera,renderer.domElement);//创建控件对象
        controls.addEventListener('change', render);

效果如下：

当然，鼠标中还包含着以下操作（这里就不进行逐一演示了，有兴趣的可以自己取尝试）：

• 缩放：滚动——鼠标中键
• 旋转：拖动——鼠标左键
• 平移：拖动——鼠标右键
  

（二）、requestAnimationFrame()使用情况

如果threejs代码中通过requestAnimationFrame()实现渲染器渲染方法render()的周期性调用，当通过OrbitControls操作改变相机状态的时候，没必要在通过controls.addEventListener(‘change’, render)监听鼠标事件调用渲染函数，因为requestAnimationFrame()就会不停的调用渲染函数。
意思很简单，就是跟之前的setinterval()一样，没必要通过事件来调用渲染函数，直接使用requestAnimationFrame()即可。看下面这个例子：

function render() {
    
  renderer.render(scene,camera);//执行渲染操作
  requestAnimationFrame(render);//请求再次执行渲染函数render
}
render();
var controls = new THREE.OrbitControls(camera,renderer.domElement);//创建控件对象
// 已经通过requestAnimationFrame(render);周期性执行render函数，没必要再通过监听鼠标事件执行render函数
// controls.addEventListener('change', render)

效果与上图一致；

注意开发中不要同时使用requestAnimationFrame()或controls.addEventListener('change', render)调用同一个函数，这样会冲突。

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2020-6-30续

四、场景插入新的几何体

（一）、SphereGeometry构造函数

SphereGeometry(radius, widthSegments, heightSegments)
// (球的半径，球面的精度，球面的精度)

第一个参数radius约束的是球的大小，参数widthSegments、heightSegments约束的是球面的精度，球体你可以理解为正多面体，就像圆一样是正多边形，当分割的边足够多的时候，正多边形就会无限接近于圆，球体同样的的道理， 有兴趣可以研究利用WebGL实现它的算法，对于three.js就是查找文档看使用说明。

参数	含义
radius	球体半径
widthSegments	控制球面精度，水平细分数

（二）、绘制球体网格模型

使用

THREE.SphereGeometry(60,40,40);

替换立方体几何体代码.

new THREE.BoxGeometry(100, 100, 100);

更多几何体

圆柱体：

```javascript // 圆柱 参数：圆柱面顶部、底部直径50,50 高度100 圆周分段数 var geometry = new THREE.CylinderGeometry( 50, 50, 100, 25 ); ``` 

// 正八面体
var geometry = new THREE.OctahedronGeometry(50);
// 正十二面体
var geometry = new THREE.DodecahedronGeometry(50);
// 正二十面体
var geometry = new THREE.IcosahedronGeometry(50);

(三)、同时绘制多个几何体

 <embed width="770" height="500" src="./1.html"/>

或者直接在生成一个物体，看下面这个例子

    var scene = new THREE.Scene();
    var geometry = new THREE.BoxGeometry(100,100,100);
    var material = new THREE.MeshLambertMaterial({
    
      color: 0xff6600
    });
    var mesh = new THREE.Mesh(geometry, material);
    scene.add(mesh); //网格模型添加到场景中

    // 球体网格模型
    var geometry2 = new THREE.SphereGeometry(60, 40, 40);
    var material2 = new THREE.MeshLambertMaterial({
    
      color: 0xFDD500
    });
    var mesh2 = new THREE.Mesh(geometry2, material2); //网格模型对象Mesh
    mesh2.translateY(120); //球体网格模型沿Y轴正方向平移120
    scene.add(mesh2);

    var geometry3 = new THREE.CylinderGeometry(50, 50, 100, 25);
    var material3 = new THREE.MeshLambertMaterial({
    
      color: 0x2BA8FD
    });
    var mesh3 = new THREE.Mesh(geometry3, material3); //网格模型对象Mesh
    // mesh3.translateX(120); //球体网格模型沿Y轴正方向平移120
    mesh3.position.set(120, 0, 0);//设置mesh3模型对象的xyz坐标为120,0,0
    scene.add(mesh3); //

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(四)、辅助三位坐标系AxisHelper

// 辅助坐标系  参数250表示坐标系大小，可以根据场景大小去设置
// 红色代表X轴。蓝色代表 Y 轴。蓝色代表 Z 轴。
var axesHelper = new THREE.AxesHelper( 5 );
scene.add( axesHelper );
/* var axisHelper = new THREE.AxisHelper(250);
scene.add(axisHelper); */

threejs三维坐标系老版本名称是AxisHelper，新版本名称AxesHelper。

五、材质效果

（一）、半透明效果

THREE.MeshLambertMaterial()

    var scene = new THREE.Scene();
    var geometry = new THREE.BoxGeometry(100, 100, 100);
    var material = new THREE.MeshLambertMaterial({
    
      color: 0xff6600,
      opacity: 0.7,
      // 是否开启透明度效果
      transparent: true
    });
    var mesh = new THREE.Mesh(geometry, material);
    scene.add(mesh); //网格模型添加到场景中
// 也可以通过构造函数参数中配置
    material.opacity = 0.5;
    material.transparent = true;

（二）、材质常见属性

材质属性	简介
color	材质颜色，比如蓝色0x0000ff
wireframe	将几何图形渲染为线框。 默认值为false
opacity	透明度设置，0表示完全透明，1表示完全不透明
transparent	是否开启透明，默认false

(三)、添加高光效果

直接把上面的透明度替换即可

    var scene = new THREE.Scene();
    var geometry = new THREE.BoxGeometry(100, 100, 100);
    var material = new THREE.MeshPhongMaterial({
    
      color: 0x0000ff,
      specular: 0x4488ee,
      shininess: 12
    });
    var mesh = new THREE.Mesh(geometry, material);
    scene.add(mesh); //网格模型添加到场景中

对于three.js而言漫反射、镜面反射分别对应两个构造函数MeshLambertMaterial()、MeshPhongMaterial()

（四）、材质类型

threejs提供了很多常用的材质效果，这些效果本质上都是对WebGL着色器的封装，对于开发者来说直接使用就可以

材质类型	功能
MeshBasicMaterial	基础网格材质，不受光照影响的材质
MeshLambertMaterial	Lambert网格材质，与光照有反应，漫反射
MeshPhongMaterial	高光Phong材质,与光照有反应
MeshStandardMaterial	PBR物理材质，相比较高光Phong材质可以更好的模拟金属、玻璃等效果

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六、光照效果设置

threeJs光源

全部删除所有的光源代码，你会发现场景中的物体是黑色的，就像生活中一样没有光，物体是黑色的。

（一）、常见光源类型

简单做个展示

光源	简介
AmbientLight	环境光
PointLight	点光源
DirectionalLight	平行光，比如太阳光
SpotLight	聚光源

    // 点光源
    var point = new THREE.PointLight(0xffffff);
    point.position.set(400, 200, 300); //点光源位置
    // 通过add方法插入场景中，不插入的话，渲染的时候不会获取光源的信息进行光照计算
    scene.add(point); //点光源添加到场景中

光源通过add方法插入场景中，不插入的话，渲染的时候不会获取光源的信息进行光照计算

    /* 环境光创建 */
    //环境光    环境光颜色与网格模型的颜色进行RGB进行乘法运算
    var ambient = new THREE.AmbientLight(0x444444);
    scene.add(ambient);

（二）、立体效果

只使用环境光的情况下，你会发整个立方体没有任何棱角感，这是因为环境光只是设置整个控件的明暗效果。如果需要立方体渲染的立体效果，需要使用具有方向性的点光源、平行光源等。

（三）、光源光照强度

通过光源构造函数的参数可以设置光源的颜色，一般设置明暗程度不同的白光RGB三个分量值是一样的。如果把THREE.AmbientLight(0x444444);的光照参数0x444444改为0xffffff,你会发现场景中的立方体渲染效果更明亮。

（四）、光源位置

当我们用鼠标进行旋转时会发现后面的三个面只有黑色，因为点光源照不进来，这个时候可以再插入一个新的光源对象成反数(-200,-300,-400)，就相当于把立方体夹在两个点光源之间