Three——四、几何体、高光网络材质、锯齿模糊以及GUI库的使用

文章：

1. Three——一、初识Three以及基础的前端场景搭建(结尾含源码)
2. Three——二、加强对三维空间的认识
3. Three——三、动画执行、画布大小、渲染帧率和相机适配体验
4. Three——四、几何体、高光网络材质、锯齿模糊以及GUI库的使用
5. Three——五、点线模型对象、三角形概念、几何体顶点位置，顶点索引、法线以及对几何体进行旋转缩放和平移

Threejs 常见几何体简介

Three.js 常见的几何体：

常见的几何体：

//BoxGeometry：长方体
const geometry = new THREE.BoxGeometry(100, 100, 100);
// SphereGeometry：球体
const geometry = new THREE.SphereGeometry(50);
// CylinderGeometry：圆柱
const geometry = new THREE.CylinderGeometry(50, 50, 100);
// PlaneGeometry：矩形平面
const geometry = new THREE.PlaneGeometry(100, 50);
// CircleGeometry：圆形平面
const geometry = new THREE.CircleGeometry(50);

这里拿平面做示例：

双面可见

Three.js 的材质默认正面可见，反面不可见,对于矩形平面PlaneGeometry、圆形平面如果你想看到两面，可以设置side: THREE.DoubleSide。

new THREE.MeshBasicMaterial({side: THREE.FrontSide, //默认只有正面可见
});

new THREE.MeshBasicMaterial({side: THREE.DoubleSide, //两面可见
});

高光网络材质

高光网格材质MeshPhongMaterial和基础网格材质MeshBasicMaterial、漫反射网格材质MeshLambertMaterial一样都是网格模型的 Mesh 的材质。

注意：高光网格材质MeshPhongMaterial和漫反射网格材质MeshLambertMaterial一样会受到光照的影响。

MeshPhongMaterial 对光照反射特点

MeshPhongMaterial和MeshLambertMaterial都会收到光照的影响区别在于，对光线反射方式有差异。

MeshPhongMaterial可以实现高光反射效果，而MeshLamberMaterial恰恰相反。所谓的高光，就比如你在一个太阳下方去看一个小汽车，你会在特定的角度及位置看到玻璃表面某个位置特别亮。

镜面反射与漫反射

MeshPhongMaterial可以提供一个镜面的反射效果，可以类比你生活中拿一面镜子，放在太阳光下，调整角度，可以把太阳光反射到其它地方，如果反射光对着眼睛，也就是反射光线和视线平行的时候，会非常刺眼。

MeshLambertMaterial对应的 Mesh 受到光线照射，没有镜面反射的效果，只是一个漫反射，也就是光线向四周反射。

高光亮度属性shininess

通过MeshPhongMaterial的高光亮度shininess属性，可以控制高光反射效果

// 模拟镜面反射，产生一个高光效果
const material = new THREE.MeshPhongMaterial({color: 0x00ffff,shininess: 500, //高光部分的亮度，默认30
});

数字越大，光越亮
对比效果:

下面是使用MeshLambertMaterial材质的效果：

WebGL 渲染器设置(锯齿模糊)

设置渲染器锯齿属性：antialias

const renderer = new THREE.WebGLRenderer({antialias: true,
});

对比：

设置背景的两种方式

scene.background = new THREE.Color(0xaaaaaa);
// or
// renderer.setClearColor(0xffffff, 1); //设置背景颜色

gui.js 库

简介

借助gui.js可以快速创建控制三维场景的UI交互界面

gihtub地址：https://github.com/dataarts/dat.gui
npm地址：https://www.npmjs.com/package/dat.gui

three中自带了gui库

import { GUI } from "three/addons/libs/lil-gui.module.min.js";

创建 GUI 对象

const gui = new GUI();

通过domElement改变 GUI 界面默认的 style 属性

尝试改变他的位置和长度

const gui = new GUI();
gui.domElement.style.right = "0px";
gui.domElement.style.width = "300px";

add()方法

add()方法可以创建一个交互界面，例如滚动条，从而改变 js 对象属性的属性值

.add(控制对象，对象具体属性，其它参数)

其他参数，可以一个或多个，数据类型也可以不同，gui 会自动根据参数形式，自动生成对应的交互界面。

参数 3 和参数 4，分别是一个数字，交互界面是一个鼠标可以拖动的拖动条，可以在一个区间改变属性的值

const obj = {x: 30,
};
gui.add(obj, "x", 0, 100);

gui 改变 js 对象多个属性

const obj = {x: 30,y: 60,z: 300,
};
// gui界面上增加交互界面，改变obj对应属性
gui.add(obj, "x", 0, 100);
gui.add(obj, "y", 0, 50);
gui.add(obj, "z", 0, 60);

通过 gui 改变 threejs 光照强度测试

给光源绑定intensity属性，通过 gui 的拖动条来改变光源属性

// 需要光源和光源位置信息
// const pointLight = new THREE.PointLight(0xffffff, 1.0);
// pointLight.position.set(100, 60, 50);gui.add(pointLight, "intensity", 0, 2.0);
scene.add(pointLight);// 光源辅助观察
// const pointLightHelper = new THREE.PointLightHelper(pointLight, 10);
// scene.add(pointLightHelper);

效果：会将下方绑定模型位置同时进行演示

gui 绑定模型位置

mesh.position是 JavaScript 对象，具有 x、y、z 属性,这三个属性分别表示模型的 xyz 坐标，这就是说，gui 改变mesh.position的 x、y、z 属性，就可以可视化改变 mesh 的位置。

function guiFun() {gui.add(mesh.position, "x", 0, 100);gui.add(mesh.position, "y", 0, 50);gui.add(mesh.position, "z", 0, 60);
}

效果演示：

name()

name 属性可以将默认值改成所需文字

gui.add(pointLight, "intensity", 0, 2.0).name("光源");

step()步长

每次拖动的间隔

gui.add(pointLight, "intensity", 0, 2.0).name("光源").step(0.1);

onChange()方法

当 gui 界面某个值的时候，.onChange()方法就会执行，这时候你可以根据需要通过.onChange()执行某些代码。就是可以将老值被新值替换。

let obj = {x: 30,y: 30,z: 30,
};
gui.add(obj, "x", 0, 180).onChange(function (value) {mesh.position.x = value;
});

gui 改变材质颜色

const obj = {color: 0x00ffff,
};
// .addColor()生成颜色值改变的交互界面
gui.addColor(obj, "color").onChange(function (value) {mesh.material.color.set(value);
});

gui 下拉菜单

通过.add()方法创建新的 UI 交互界面，下拉框、单选框

1、 .add()方法参数 3 和 4 数据类型：数字

此方法如上

add(控制对象，对象具体属性，其他参数)

其他参数，可以一个或多个，数据类型也可以不同，gui 会自动根据参数形式，自动生成对应的交互界面。

2、.add()方法参数 3 数据类型：数组

参数 3 如果是一个数组的话，那么他的交互界面是下拉菜单
例如：

const obj = {scale: 0,
};
gui.add(obj, "scale", [-100, 0, 100]).name("x轴坐标").onChange(function (value) {mesh.position.x = value;});

3、 .add()方法参数 3 数据类型：对象

参数 3 如果为对象，那么生成的交互界面也会是下拉菜单
例如：

const obj = {scale: 0,
};
// 参数3数据类型：对象(下拉菜单)
gui.add(obj, "scale", {left: -100,center: 0,right: 100,// 左: -100,//可以用中文// 中: 0,// 右: 100}).name("位置选择").onChange(function (value) {mesh.position.x = value;});

4、.add()方法对应属性的数据类型：布尔值

如果.add()改变属性的数据类型如果是布尔值，那么交互界面就是一个单选按钮
例如：

const obj = {bool: false,
};
// 改变的obj属性数据类型是布尔值，交互界面是单选框
gui.add(obj, "bool").name("是否旋转");

gui.add(obj, "bool").onChange(function (value) {// 点击单选框，控制台打印obj.bool变化console.log("obj.bool", value);
});

案例：控制旋转模型

const obj = {bool: false,
};
gui.add(obj, "bool").name("旋转动画");
const render = () => {if (obj.bool) mesh.rotateY(0.01);renderer.render(scene, camera);requestAnimationFrame(render);
};
render();

效果：

gui.js 库(分组)

如果页面出现控制的属性较多时，为了避免混合，可以适当进行分组管理
例如：

const gui = new GUI(); //创建GUI对象
//创建一个对象，对象属性的值可以被GUI库创建的交互界面改变
const obj = {color: 0x00ffff, // 材质颜色specular: 0x111111, // 材质高光颜色
};// 材质颜色color
gui.addColor(obj, "color").onChange(function (value) {material.color.set(value);
});
// 材质高光颜色specular
gui.addColor(obj, "specular").onChange(function (value) {material.specular.set(value);
});// 环境光强度
gui.add(ambient, "intensity", 0, 2);
// 平行光强度
gui.add(directionalLight, "intensity", 0, 2);
// 平行光位置
gui.add(directionalLight.position, "x", -400, 400);
gui.add(directionalLight.position, "y", -400, 400);
gui.add(directionalLight.position, "z", -400, 400);

使用.addFolder()分组

环境光子菜单部分

const gui = new GUI();
let obj = {color: 0x00ffff, // 材质颜色specular: 0xff0000,
};
const matFolder = gui.addFolder("材质");// 材质子菜单部分
matFolder.close();
matFolder.addColor(obj, "color").onChange(function (value) {material.color.set(value);console.log(material.specular.set(value));
});
matFolder.addColor(obj, "specular").onChange(function (value) {material.specular.set(value);
});

环境光子菜单部分

const ambientFolder = gui.addFolder("环境光");
ambientFolder.add(pointLight, "intensity", 0, 2);

平行光

const dirFolder = gui.addFolder("平行光强度");// 光源辅助观察
// const pointLightHelper = new THREE.PointLightHelper(pointLight, 10);
// scene.add(pointLightHelper);
// const directionalLight = new THREE.DirectionalLight(0xffffff, 1.0);
// directionalLight.position.set(100, 0, 0);// // 方向光指向对象网格模型mesh，可以不设置，默认的位置是0,0,0
// directionalLight.target = mesh;
// // 辅助观察
// const dirLightHelper = new THREE.DirectionalLightHelper(
//   directionalLight,
//   5,
//   0xff0000
// );
// // 添加辅助标识
// scene.add(dirLightHelper);
// // 添加平行光到场景中
// scene.add(directionalLight);
// 平行光强度
dirFolder.add(directionalLight, "intensity", 0, 2);
// 平行光位置
dirFolder.add(directionalLight.position, "x", -400, 400);
dirFolder.add(directionalLight.position, "y", -400, 400);
dirFolder.add(directionalLight.position, "z", -400, 400);

显示效果如下：

关闭.close()和展开.open()交互界面

用.close()和.open()方法可以设置默认是否折叠还是展开，默认状态为open()

// 菜单名称.close();
dirFolder.close();
matFolder.close();

效果如下：

.addFolder()子菜单嵌套

通过 addFolder 可以再次进行 addFolder 完成子菜单嵌套

const dirFolder2 = dirFolder.addFolder("位置"); //子菜单的子菜单

dirFolder.add(directionalLight, "intensity", 0, 2);
const dirFolder2 = dirFolder.addFolder("位置"); //子菜单的子菜单
dirFolder2.close(); //关闭菜单
// 平行光位置
dirFolder2.add(directionalLight.position, "x", -400, 400);
dirFolder2.add(directionalLight.position, "y", -400, 400);
dirFolder2.add(directionalLight.position, "z", -400, 400);// 平行光位置
dirFolder.add(directionalLight.position, "x", -400, 400);
dirFolder.add(directionalLight.position, "y", -400, 400);
dirFolder.add(directionalLight.position, "z", -400, 400);
dirFolder.close();

至此可以基本的掌握了 three.js 中基本的用法，本专栏只用来学习交流，最后附上示例代码，详情可参考郭老师的电子书:http://www.webgl3d.cn/

<!-- author: Mr.J -->
<!-- date: 2023-04-12 11:43:45 -->
<!-- description: Vue3+JS代码块模板 -->
<template><div class="container" ref="container"></div>
</template><script setup>import * as THREE from "three";// 轨道import { OrbitControls } from "three/examples/jsm/controls/OrbitControls";import { ref, reactive, onMounted } from "vue";import { GUI } from "three/addons/libs/lil-gui.module.min.js";// 三个必备的参数let scene, camera, renderer, controls, mesh, stats, material;import Stats from "three/addons/libs/stats.module.js";// guiconst gui = new GUI();// 旋转控制let obj = {color: 0x00ffff, // 材质颜色specular: 0xff0000,};const matFolder = gui.addFolder("材质");const ambientFolder = gui.addFolder("环境光");const dirFolder = gui.addFolder("平行光强度");onMounted(() => {// 外层需要获取到dom元素以及浏览器宽高，来对画布设置长宽// clientWidth等同于container.value.clientWidthlet container = document.querySelector(".container");const { clientWidth, clientHeight } = container;console.log(clientHeight);init();render();// 首先需要获取场景，这里公共方法放在init函数中function init() {scene = new THREE.Scene();// 给相机设置一个背景scene.background = new THREE.Color(0xaaaaaa);// 透视投影相机PerspectiveCamera// 支持的参数：fov, aspect, near, farcamera = new THREE.PerspectiveCamera(60,clientWidth / clientHeight,0.001,6000);// 相机坐标camera.position.set(300, 300, 300);// 相机观察目标camera.lookAt(scene.position);// 渲染器renderer = new THREE.WebGLRenderer({antialias: true,});// 渲染多大的地方renderer.setSize(clientWidth, clientHeight);container.appendChild(renderer.domElement);stats = new Stats();container.appendChild(stats.domElement);addBox();console.log("查看当前屏幕设备像素比", window.devicePixelRatio);}function addBox() {// 模型部分// 几何体const geometry = new THREE.BoxGeometry(100, 100, 100);// 材质material = new THREE.MeshPhongMaterial({color: 0x00ffff,transparent: true, //开启透明// opacity: 0.5, //设置透明度// side: THREE.DoubleSide, //两面可见shininess: 500,specular: 0xff0000, //高光部分的颜色});mesh = new THREE.Mesh(geometry, material);mesh.position.set(0, 0, 0);scene.add(mesh);guiFun();}function guiFun() {matFolder.close();matFolder.addColor(obj, "color").onChange(function (value) {material.color.set(value);console.log(material.specular.set(value));});matFolder.addColor(obj, "specular").onChange(function (value) {material.specular.set(value);});/*     const obj = {scale: 0,};// 参数3数据类型：对象(下拉菜单)gui.add(obj, "scale", {left: -100,center: 0,right: 100,// 左: -100,//可以用中文// 中: 0,// 右: 100}).name("位置选择").onChange(function (value) {mesh.position.x = value;}); *//*     const obj = {bool: false,};// 改变的obj属性数据类型是布尔值，交互界面是单选框gui.add(obj, "bool").name("是否旋转").onChange(function (value) {// 点击单选框，控制台打印obj.bool变化console.log("obj.bool", value);}); */}// 相机控件const control = () => {controls = new OrbitControls(camera, renderer.domElement);controls.addEventListener("change", function () {// 浏览器控制台查看相机位置变化// console.log("camera.position", camera.position);});};control();// 光源const linght = () => {const pointLight = new THREE.PointLight(0xffffff, 1.0);pointLight.position.set(100, 60, 50);ambientFolder.add(pointLight, "intensity", 0, 2);scene.add(pointLight);// 光源辅助观察const pointLightHelper = new THREE.PointLightHelper(pointLight, 10);scene.add(pointLightHelper);const directionalLight = new THREE.DirectionalLight(0xffffff, 1.0);directionalLight.position.set(100, 0, 0);// 方向光指向对象网格模型mesh，可以不设置，默认的位置是0,0,0directionalLight.target = mesh;// 辅助观察const dirLightHelper = new THREE.DirectionalLightHelper(directionalLight,5,0xff0000);// 添加辅助标识scene.add(dirLightHelper);// 添加平行光到场景中scene.add(directionalLight);// 平行光强度dirFolder.add(directionalLight, "intensity", 0, 2);const dirFolder2 = dirFolder.addFolder("位置"); //子菜单的子菜单dirFolder2.close(); //关闭菜单// 平行光位置dirFolder2.add(directionalLight.position, "x", -400, 400);dirFolder2.add(directionalLight.position, "y", -400, 400);dirFolder2.add(directionalLight.position, "z", -400, 400);// 平行光位置dirFolder.add(directionalLight.position, "x", -400, 400);     bdirFolder.add(directionalLight.position, "y", -400, 400);dirFolder.add(directionalLight.position, "z", -400, 400);dirFolder.close();};linght();// gui.add(obj, "bool").name("旋转动画");function render() {// if (obj.bool) mesh.rotateY(0.01);renderer.render(scene, camera);requestAnimationFrame(render);}window.addEventListener("resize", () => {// 更新摄像头camera.aspect = window.innerWidth / window.innerHeight;camera.updateProjectionMatrix();renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);});/*   const obj = {bool: false,};gui.add(obj, "bool").name("旋转动画");const render = () => {if (obj.bool) mesh.rotateY(0.01);renderer.render(scene, camera);requestAnimationFrame(render);};render(); */});
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