Three.js中调整相机视角的方式

在 Three.js 中，相机的视角（即相机的朝向）可以通过多种方式进行设置。以下是一些常用的方法：

1. 使用 lookAt 设置视角

camera.lookAt() 是 Three.js 中最常用的方法之一，用于设置相机看向特定的目标点。

示例：

camera.position.set(0, 10, 20); // 设置相机的位置
camera.lookAt(new THREE.Vector3(0, 0, 0)); // 设置相机看向世界坐标 (0, 0, 0)

• lookAt(target):
  • 参数 target 是一个 THREE.Vector3，表示目标点的世界坐标。
  • 相机会调整自己的方向，以使得它的视线对准目标点。

2. 直接设置相机的旋转（rotation）

相机的旋转可以通过设置 rotation 属性的值来实现。rotation 是一个 THREE.Euler 对象，包含三个轴的旋转值：x, y, 和 z。

示例：

camera.position.set(0, 10, 20); // 设置相机的位置
camera.rotation.x = Math.PI / 4; // 绕 X 轴旋转 45 度
camera.rotation.y = Math.PI / 6; // 绕 Y 轴旋转 30 度
camera.rotation.z = 0;           // 绕 Z 轴不旋转

• 注意：
  • rotation 是欧拉角（Euler Angles），单位是弧度（radians）。
  • 顺序是 XYZ（先绕 X 轴旋转，再绕 Y 轴旋转，最后绕 Z 轴旋转）。

3. 使用四元数（quaternion）设置方向

四元数提供了一种更稳定的方式来设置相机的方向，特别适用于避免万向锁问题。

示例：

const quaternion = new THREE.Quaternion();
const axis = new THREE.Vector3(0, 1, 0); // 绕 Y 轴旋转
const angle = Math.PI / 4; // 旋转角度为 45 度

quaternion.setFromAxisAngle(axis, angle); // 生成四元数
camera.quaternion.copy(quaternion); // 应用到相机

• setFromAxisAngle(axis, angle):
  • axis 是旋转轴（THREE.Vector3）。
  • angle 是旋转的角度（单位为弧度）。
• 使用四元数设置方向更适合动态旋转的场景。

4. 通过轨道控制（OrbitControls）设置视角

OrbitControls 是一种交互式工具，用于实时调整相机视角，通常由用户通过鼠标或触摸手势操作。

示例：

const controls = new THREE.OrbitControls(camera, renderer.domElement);
controls.target.set(0, 0, 0); // 设置相机围绕的目标点
controls.update(); // 更新控制器

• controls.target：
  • 相机围绕的目标点，类似于 lookAt 的功能。
• 用户可以通过拖动鼠标来旋转相机视角。

5. 通过视线向量（getWorldDirection）设置方向

可以通过直接操作相机的方向向量来设置视角。

示例：

const direction = new THREE.Vector3(1, 0, 0); // 设置方向向量
camera.lookAt(camera.position.clone().add(direction)); // 相机沿指定方向看

• getWorldDirection：
  • 返回相机当前的朝向向量。
  • 可以通过计算新的方向向量来动态设置视角。

6. 围绕目标旋转（通过矩阵变换）

通过矩阵变换，可以让相机围绕目标点旋转。

示例：

const radius = 10; // 半径
const angle = Math.PI / 4; // 旋转角度

camera.position.x = radius * Math.cos(angle); // 设置 X 位置
camera.position.z = radius * Math.sin(angle); // 设置 Z 位置
camera.lookAt(new THREE.Vector3(0, 0, 0)); // 看向目标点

• 使用三角函数（Math.cos 和 Math.sin）计算相机在圆周上的位置。

7. 通过动画动态调整视角

如果需要平滑调整相机视角，可以通过动画库（如 gsap 或自定义动画）实现。

示例：

const target = new THREE.Vector3(10, 10, 10); // 目标点

// 动画平滑调整相机视角
gsap.to(camera.position, {
  x: target.x,
  y: target.y,
  z: target.z,
  duration: 2, // 动画持续时间
  onUpdate: () => {
    camera.lookAt(new THREE.Vector3(0, 0, 0)); // 保持看向目标点
  }
});

• gsap.to：
  • 动画库用于动态修改相机位置。
  • 在 onUpdate 回调中不断更新相机视角。

8. 通过极坐标计算视角

可以将视角设置为基于极坐标的角度（例如俯仰和方位角）：

示例：

const radius = 10; // 距离目标点的半径
const theta = Math.PI / 4; // 方位角（绕 Y 轴旋转）
const phi = Math.PI / 6;   // 俯仰角（绕 X 轴旋转）

// 极坐标转直角坐标
camera.position.x = radius * Math.sin(phi) * Math.cos(theta);
camera.position.y = radius * Math.cos(phi);
camera.position.z = radius * Math.sin(phi) * Math.sin(theta);

// 保持看向目标点
camera.lookAt(new THREE.Vector3(0, 0, 0));

总结