[Three.js] 基本元素介紹

2020-05-02 17:40:46

有玩過 3D 建模的朋友應該都知道要完成一個 3D 的模型，會跟形狀、材質有關，完成後還會依據鏡頭跟打光表現出模型不一樣的風格，而 Three.js 在一個以設定 3D 互動為主的函式庫來說，當然也會有這些設定，來看一下要製作 Three.js 的 3D 場景會有需要設定哪些東西。

場景（Scene）：供其他元素設置的空間。
相機（Camera）：在場景中建立觀察點，並確定觀察方向、角度和距離等。
物體（Objects）：在場景中添加的物體。
光源（Light）：在場景中用來打在物體上的光。
渲染器（Renderer）：將所要呈現的場景渲染到頁面上。

場景(Scene)：

3D 物件的容器，我們需要指定一個讓 3D 物件放置的地方，在後面的範例我們會看到很 scene.add(...) 就是這個用途。

相機(Camara)：

相機可以當作我們看我們建立物件的位置，這個位置會影響到距離、角度跟方向等，而 Three.js 有兩種比較常見的相機，我們可以先透過這個連結來看一下差異，可以點一下上面的 switchCamara 來比較，這兩種分別為透視投影相機（PerspectiveCamera）和正交投影相機（OrthographicCamera）。

透視投影相機（PerspectiveCamera）

這種相機就跟我們真實世界看到的比較像，有真正的 3D 透視，在一般的場景我們就比較有機會用到這種的。

圖片來源

透過上面那張圖我們知道透視投影相機視景體是個四角錐，它透過視角（fov）、畫面長寬比（aspect）、遠近平面距離決定觀察結果。

正交投影相機（OrthographicCamera）

透過比較可以發現，正交投影相機部會有消失點，在二維的場景想表現有點立體的風格就可以使用這種相機。

圖片來源

正交投影相機的視景體是長方體，由於此種相機渲染出的物體大小皆相同，所以並不需要長寬比與視角，而是紀錄遠近平面距離、視景體的上下左右邊界就好。

物體(Objects)

物體就是我們要放在場景的主要內容，又可分為網格(Mesh)和粒子(Points)，網格物體就是我們常見的物體，會因為面數的多寡影響細緻程度，當然面數越多需要讀取時耗費的效能就越大。

當我們要創建很多細小的物體時，就會使用到粒子模型可以模擬雪花、雨滴、星空、煙、火焰、爆炸等效果。

物體的組成則又分為幾何體(Geometry)和材質(Material)，幾何體簡單來說就是物體的形狀，只要能力許可應該能夠畫出任何想要做的東西。

材質簡單來說就是物體的外觀和皮，在建立了幾何體後，我們可以透過設定材質的顏色（color）、紋理（texture）、透明度（opacity）等等來讓我們對這個物體有不一樣的感覺。而其中有些材質具有一些對光源產生反應的屬性像是發光度（shininess）、鏡面反射程度（specular）等等，則會決定物體是像金屬或塑膠。

光源(Lights)

Three.js 中有一些材質並不需要考慮光源即可被渲染在畫面上，例如 MeshBasicMaterial 、 MeshNormalMaterial ，但如果我們能夠把與光源互動的材質打上光，一般會用 MeshLambertMaterial 或 MeshPhongMaterial ，則會讓我們的場景更貼近真實的樣貌。

在 Three.js 中提供了包括環境光（AmbientLight）、點光源（PointLight）、聚光燈（SpotLight）、方向光（DirectionalLight）、半球光（HemisphereLight）等多種光源讓開發者使用。