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46. Three.js案例-创建颜色不断变化的立方体模型

article 2025/1/4 6:35:44

46. Three.js案例-创建颜色不断变化的立方体模型

实现效果

知识点

Three.js基础组件

WebGLRenderer

THREE.WebGLRenderer是Three.js提供的用于渲染场景的WebGL渲染器。它支持抗锯齿处理，可以设置渲染器的大小和背景颜色。

构造器
- antialias: 是否开启抗锯齿，默认为false。
- setSize(width, height): 设置渲染器的宽度和高度。
- setClearColor(color, alpha): 设置渲染器的背景颜色和透明度。

Scene

THREE.Scene是Three.js中的场景对象，所有的物体都需要添加到场景中才能被渲染。

方法
- add(object): 向场景中添加物体。

PerspectiveCamera

THREE.PerspectiveCamera是透视相机，模拟人眼的视角效果。

构造器
- fov: 视野角度（Field of View），通常设置为45度。
- aspect: 宽高比，通常是窗口宽度除以高度。
- near: 近裁剪面距离。
- far: 远裁剪面距离。
属性
- position: 相机的位置。
- lookAt(vector): 设置相机看向的目标位置。

ShaderMaterial

THREE.ShaderMaterial允许用户自定义着色器，通过编写GLSL代码来控制物体的外观。

构造器
- uniforms: 传递给着色器的统一变量。
  - time: 时间变量，类型为浮点数。
  - resolution: 分辨率变量，类型为二维向量。
- vertexShader: 顶点着色器代码。
- fragmentShader: 片元着色器代码。

顶点着色器

顶点着色器负责计算每个顶点的位置，并将一些数据传递给片元着色器。

varying vec2 vUv;
void main() {
  vUv = uv;
  vec4 mvPosition = modelViewMatrix * vec4(position, 1.0);
  gl_Position = projectionMatrix * mvPosition;
}

片元着色器

片元着色器负责计算每个像素的颜色。

uniform float time;
uniform vec2 resolution;
varying vec2 vUv;
void main( void ) {
  vec2 position = -1.0 + 2.0 * vUv;
  float red = abs(sin(position.x * position.y + time / 5.0));
  float green = abs(sin(position.x * position.y + time / 4.0));
  float blue = abs(sin(position.x * position.y + time / 3.0));
  gl_FragColor = vec4(red, green, blue, 1.0);
}

Mesh

THREE.Mesh是网格对象，由几何体和材质组成。

构造器
- geometry: 几何体，如BoxGeometry。
- material: 材质，如ShaderMaterial。

动画

使用requestAnimationFrame函数实现动画效果，不断更新物体的旋转角度和时间变量。

function animate() {
  myMesh.rotation.y = myStep += 0.01;
  myMesh.rotation.x = myStep;
  myMesh.rotation.z = myStep;
  myMesh.material.uniforms.time.value += 0.1;
  requestAnimationFrame(animate);
  myRenderer.render(myScene, myCamera);
}

代码

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <script src="ThreeJS/three.js"></script>
    <script src="ThreeJS/jquery.js"></script>
</head>
<body>
<div id="myContainer"></div>
<script id="myVertexShader" type="x-shader/x-vertex">
    varying vec2 vUv;
    void main() {
      vUv = uv;
      vec4 mvPosition = modelViewMatrix * vec4(position, 1.0);
      gl_Position = projectionMatrix * mvPosition;
    }
</script>
<script id="myFragmentShader" type="x-shader/x-fragment">
    uniform float time;
    uniform vec2 resolution;
    varying vec2 vUv;
    void main( void ) {
      vec2 position = -1.0 + 2.0 * vUv;
      float red = abs(sin(position.x * position.y + time / 5.0));
      float green = abs(sin(position.x * position.y + time / 4.0));
      float blue = abs(sin(position.x * position.y + time / 3.0));
      gl_FragColor = vec4(red, green, blue, 1.0);
    }
</script>
<script type="text/javascript">
    var myRenderer = new THREE.WebGLRenderer({antialias: true});
    myRenderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
    myRenderer.setClearColor('white', 1.0);
    $('#myContainer')[0].appendChild(myRenderer.domElement);
    var myScene = new THREE.Scene();
    var myCamera = new THREE.PerspectiveCamera(45,
        window.innerWidth / window.innerHeight, 10, 130);
    myCamera.position.x = 30;
    myCamera.position.y = 30;
    myCamera.position.z = 30;
    myCamera.lookAt(new THREE.Vector3(0, 0, 0));
    var myShaderMaterial = new THREE.ShaderMaterial({
        uniforms: {
            time: {type: "f", value: 1.0},
            resolution: {type: "v2", value: new THREE.Vector2()},
        },
        vertexShader: $('#myVertexShader')[0].textContent,
        fragmentShader: $('#myFragmentShader')[0].textContent
    });
    var myBoxGeometry = new THREE.BoxGeometry(16, 16, 16);
    var myMesh = new THREE.Mesh(myBoxGeometry, myShaderMaterial);
    myScene.add(myMesh);
    var myStep = 0;
    function animate() {
        myMesh.rotation.y = myStep += 0.01;
        myMesh.rotation.x = myStep;
        myMesh.rotation.z = myStep;
        myMesh.material.uniforms.time.value += 0.1;
        requestAnimationFrame(animate);
        myRenderer.render(myScene, myCamera);
    }
    animate();
</script>
</body>
</html>