Three.js相机Camera控件知识梳理
原文:https://juejin.cn/post/7231089453695238204?searchId=20241217193043D32C9115C2057FE3AD64
1. 相机类型
Three.js 主要提供了两种类型的相机:正交相机(OrthographicCamera)和透视相机(PerspectiveCamera)。
1.1 正交相机
正交相机(OrthographicCamera)使用正交投影进行渲染。在正交投影中,物体的大小不会随着距离的增加而减小,这意味着所有物体在渲染时保持相同的尺寸,不受距离的影响。这种相机在制作 2D 游戏和 CAD 工具等应用中非常有用。
创建正交相机的代码如下:
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参数(属性) | 含义 |
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left | 渲染空间的左边界 |
right | 渲染空间的右边界 |
top | 渲染空间的上边界 |
bottom | 渲染空间的下边界 |
near | near属性表示的是从距离相机多远的位置开始渲染,一般情况会设置一个很小的值。 默认值0.1 |
far | far属性表示的是距离相机多远的位置截止渲染,如果设置的值偏小小,会有部分场景看不到。 默认值2000 |
1.2 透视相机
透视相机(PerspectiveCamera)使用透视投影进行渲染。在透视投影中,物体的大小会随着距离的增加而减小,这使得远离相机的物体看起来更小,符合现实世界中的透视效果。这种相机在制作 3D 游戏和仿真应用中非常常见。
创建透视相机的代码如下:
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参数 | 含义 |
---|---|
fov | 相机视锥体竖直方向视野角度 |
aspect | 相机视锥体水平方向和竖直方向长度比,一般设置为Canvas画布宽高比width / height |
near | 相机视锥体近裁截面相对相机距离 |
far | 相机视锥体远裁截面相对相机距离,far-near构成了视锥体高度方向 |
2. 相机属性
Three.js 中的相机具有一些基本属性,这些属性决定了相机的视角和视野。
2.1 视角(FOV)
仅透视相机具有视角属性(FOV)。视角表示相机的垂直视野范围,单位为度。较大的视角值会导致更大的视野,但可能会产生畸变。较小的视角值则会产生更窄的视野和更低的畸变。
2.2 宽高比(Aspect)
仅透视相机具有宽高比属性。宽高比表示相机水平视野范围与垂直视野范围的比值。通常,宽高比应该与渲染目标(如 Canvas 或 WebGLRenderTarget)的宽高比相同,以避免图像被拉伸或压缩。
2.3 近裁剪面(Near)和远裁剪面(Far)
近裁剪面和远裁剪面定义了相机的渲染范围。位于近裁剪面之前的物体和位于远裁剪面之后的物体都不会被渲染。为了提高渲染性能,通常应该尽量将近裁剪面和远裁剪面之间的距离设置得较小。
3. 不同方向的投影视图
3.1 x轴方向观察
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3.2 y轴方向观察
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3.3 z轴方向观察z轴方向观察
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4. 相机动画(.position和.lookAt())
通过相机对象Camera
的.position
属性和.lookAt()
方法,可实现一段相机动画。
4.1 相机运动动画
改变相机的位置.position
,三维场景在canvas画布上呈现不同的效果,如果连续改变相机的位置.position
,就可以获得一个动画效果。
课件案例源码是一个工厂模型,相机在空中俯视工厂,如果在渲染循环中不停地改变相机位置,这时候产生的视觉效果,就好比你在天上运动,看地面的效果。
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4.2 相机圆周运动相机圆周运动
在渲染循环中,改变相机位置,在XOZ平面上绕着y轴圆周运动。
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4.3 执行lookAt()计算相机视线方向
改变.position
属性后,如果不执行.lookAt()
方法,相机的观察方向默认不变。
如果你希望相机圆周运动的同时,改变相机视线方向,保持相机镜头始终指向坐标原点或其它位置,需要每次改变.position
属性后,重新执行一遍.lookAt()
方法
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5. 相机控件OrbitControls
通常需要为用户提供一种直观的方式来浏览和操作场景。OrbitControls 是 Three.js 提供的一种常用的相机控制器,允许用户通过鼠标或触摸屏操作来旋转、平移和缩放场景。
5.1 OrbitControls使用
- 旋转:拖动鼠标左键
- 缩放:滚动鼠标中键
- 平移:拖动鼠标右键
OrbitControls本质上就是改变相机的参数,比如相机的位置属性,改变相机位置也可以改变相机拍照场景中模型的角度,实现模型的360度旋转预览效果,改变透视投影相机距离模型的距离,就可以改变相机能看到的视野范围。
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6. 相机控件MapControls
在某些 Three.js 应用中,例如地图、地形或者 GIS 类型的项目,需要为用户提供一种直观且符合习惯的方式来浏览和操作场景。MapControls 是一个类似于 Google Maps 风格的相机控制器,允许用户通过鼠标和触摸屏操作来平移、缩放和旋转场景。
6.1 MapControls使用
- 平移:鼠标左键拖动
- 旋转:鼠标右键拖动
- 缩放:鼠标中键滚动
MapControls本质上就是改变相机的参数,比如相机的位置属性、相机目标观察点。
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7. 窗口变化的自适应渲染
在开发 Three.js 项目时,我们需要考虑到不同的设备和屏幕尺寸。当用户调整浏览器窗口大小时,我们希望场景能够自适应地进行调整,以保持正确的比例和尺寸。
要实现自适应渲染,我们需要在浏览器窗口大小发生变化时更新相机和渲染器的设置。首先,我们需要为 window
对象添加一个 resize
事件监听器:
1 |
|
接下来,我们定义 onWindowResize
函数。在这个函数中,我们需要完成以下任务:
- 更新相机的宽高比(
aspect
)。 - 更新相机的投影矩阵。
- 更新渲染器的大小。
7.1 正投影相机OrthographicCamera自适应渲染
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7.2 透视投影相机PerspectiveCamera自适应渲染
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以上就是Three.js相机Camera的详细内容,更多关于Three.js相机Camera的资料请关注脚本之家其它相关文章!
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