WEB端三维可视化（threejs）02_web端实现三维剖面填充

前言（大部分解释都在代码注释上边）

上一个主要说自己选择的web引擎和前置安装步骤，接着直接开荤，进入正文。
本人的代码大部分都很简单，方便自己看，也方便各位同学们学习，所以不要吐槽。
个人认为 ：threejs相对webgl来说最方便的是什么？它把webgl那些复杂的点、线、面等等封装成一个个组件，如果不做非常非常精细化的场景，对于展示物体，一些web端三维可视化项目之类的完全够用了。
那么这篇就简单搭建一个场景，效果如下图：
一、场景scene：

首先，场景 scene 是什么？想要容纳物体，就要先开辟一方空间，而场景scene就相当于这一方空间，有了这一方空间，才能在这方空间里创造物体。
//页面上创建一个div用来盛放threejs的空间，执行渲染renderer之后会有一个canvas填充到这个div里
<div id="threecanvas"></div>
//首先引入threejs的基础库
import * as THREE from 'three'
1.创建场景
 
var scene
// 初始化场景
function initScene() {
  // 实例化一个场景
  scene = new THREE.Scene()
  // 整个场景的颜色
  scene.background = new THREE.Color( 0x000000 )
2.天空盒子
 
// 天空盒是以正方体6面结构贴图[贴图顺序：右、左、上、下、前、后]
var urls = [
  './static/skyBox/day/px.jpg',
  './static/skyBox/day/nx.jpg',
  './static/skyBox/day/py.jpg',
  './static/skyBox/day/ny.jpg',
  './static/skyBox/day/pz.jpg',
  './static/skyBox/day/nz.jpg'
//初始化一个场景
function initScene() {
  // 实例化一个场景
  scene = new THREE.Scene()
  // 整个场景的颜色
  scene.background = new THREE.Color( 0x000000 )
  // 6图天空盒子[贴图顺序：右、左、上、下、前、后]
  scene.background = new THREE.CubeTextureLoader().load(urls)
二、相机camera：
 
相机相当于人的眼睛，用于看到展示在视野内的物体。 
var camera
// 初始化相机
function initCamera() {
  //实例化一个相机，内部参数（角度，div的宽/div的高，距离视野中心最近距离，同前最远距离）
  //角度：类似于手机狭角、广角的效果
  //画面比例：div的宽高自己定义，全屏展示的话就按照官网给的window.innerWidth/window.innerHeight即可
  //视野最大（小）远近距离根据自身项目来定
  camera = new THREE.PerspectiveCamera(60,
    document.getElementById('threecanvas').offsetWidth / document.getElementById('threecanvas').offsetHeight, 2, 5000)
  camera.position.set(0, 100, -100)//相机位置
  camera.lookAt(new THREE.Vector3(0, 0, 0))// 相机视野中心
  //相机所展示画面的比例
  camera.aspect = document.getElementById('threecanvas').offsetWidth / document.getElementById('threecanvas').offsetHeight
  //更新相机投影变换矩阵
  camera.updateProjectionMatrix()
  //将相机加入到场景中
  scene.add(camera)
三、渲染器renderer：
 
渲染器，顾名思义，就是把这个三维空间渲染到web页面上，前边我在页面上加了id为threecanvas的div便签，那我可以把场景渲染到threejscanvas里。 
var renderer
// 初始化渲染器
function initRenderer() {
  renderer = new THREE.WebGLRenderer({
    alpha: false,// 是否可以设置背景色透明
    antialias: true, // 抗锯齿
    logarithmicDepthBuffer: true, // 图层叠加闪烁问题
    precision: 'lowp', // 着色器精度
    preserveDrawingBuffer: true, // 开启图层缓冲区
    autoClear: true
  renderer.setPixelRatio(window.devicePixelRatio)// 设置分辨率与电脑的分辨率相同
  renderer.setSize(document.getElementById('threecanvas').offsetWidth, document.getElementById('threecanvas').offsetHeight)
  renderer.shadowMap.enabled = true// 渲染器渲染阴影效果
  renderer.shadowMap.type = THREE.PCFSoftShadowMap// 阴影类型
  renderer.outputEncoding = THREE.sRGBEncoding// 色域，鲜明渲染，常规rgb颜色渲染
  // 把这个canvas渲染到指定div里，不指定div则把setSize指定宽高
  document.getElementById('threecanvas').appendChild(renderer.domElement)
四、控制器controls：
 
控制器，就是可以使用鼠标or键盘控制三维场景旋转等交互操作，变换视角，以达到三维效果，否则的话，web页面上渲染出来的只能算作平面三维物体2.5D，只有立体感，俗话说只能看，不能交互，意义不大。 
//控制器需要引入控制器插件
import { OrbitControls } from 'three/examples/jsm/controls/OrbitControls'
var controls
// 初始化控制器
function initControls() {
  controls = new OrbitControls(camera, renderer.domElement)
  controls.listenToKeyEvents(window)//监听操作，具体有哪些可以去底层扒一扒
  controls.enableDamping = true// 开启控制阻尼,是否有惯性
  controls.dampingFactor = 0.05 // 阻尼强度,鼠标拖拽旋转灵敏度
  controls.enableZoom = true// 是否可以缩放
  controls.minDistance = 2// 相机距离原点最近距离
  controls.maxDistance = 1000// 相机距离原点最远距离
  controls.enablePan = true // 是否开启右键拖拽
  controls.maxPolarAngle = Math.PI / 2.05 // 最大角度，实际项目中一些模型限制视角到地下
  controls.screenSpacePanning = false //false时只能前后左右平移，不能上下平移，true时哪个方向都可以
  controls.target = new THREE.Vector3(0, 0, 0)// 设置控制器的旋转原点
// 更新，实时渲染的时候加进去，有控制交互，就渲染
function update() {
  controls.update()
五、光源light：
 
前边我创建好了场景、相机、渲染器、控制器，还有一个天空盒，这个时候场景中没有光源，什么都看不到，所以需要光源来照亮物体。 
//这里我主要使用，环境光和平行光
//环境光是自然环境中全局的光线
//平行光是方向光类似于太阳光，主要用来模拟阴影
var ambient, directional
// 光源
function initLight() {




    

  // 环境光AmbientLight,影响整个场景的光源
  ambient = new THREE.AmbientLight(0xffffff, 1)
  ambient.name = '环境光'
  scene.add(ambient)
  // 平行光DirectionalLight，模拟太阳光，用于渲染阴影
  directional = new THREE.DirectionalLight(0xffffff, 1.2, 100) // 模拟远处类似太阳的光源
  directional.name = '平行光'
  directional.position.set(directionalx1, directionaly1, directionalz1)
  directional.castShadow = true// 告诉平行光需要开启阴影投射
  directional.shadowDarkness = 1
  directional.shadow.mapSize.width = 512 * 4// 阴影分辨率，默认512
  directional.shadow.mapSize.height = 512 * 4
  // 平行光范围
  directional.shadow.camera.left = -directionalvalue
  directional.shadow.camera.right = directionalvalue
  directional.shadow.camera.top = directionalvalue
  directional.shadow.camera.bottom = -directionalvalue
  directional.shadow.camera.near = 0.5
  directional.shadow.camera.far = 1500
  directional.shadow.bias = 0.0001// 阴影偏移，否则会有阴影锯齿出现，阴影条纹，嗯写过的人应该都遇到过，很恶心的东西，可以用这个bias稍作偏移，具体参数调整起来比较烦
  scene.add(directional)
  // 平行光辅助线，添加辅助线后可以看到平行光笼罩的范围，用于细节调整
  const directionalhelper = new THREE.CameraHelper(directional.shadow.camera)
  directionalhelper1.visible = true
  // 平时不用，注掉这个add
  scene.add(directionalhelper)
六、初始化所有组件：
 
创建一个函数，把所有组件放进去一起加载，这么写呢，主要是方便后期增补或者修改一些内容，这么做比较方便，毕竟商务和产品每次都说这个东西三天或者五天必须给出来，写的太乱了后期不好改。 
// 初始化
function init() {
  initScene()// 基础场景
  initCamera()// 相机
  initRenderer()// 渲染器
  initControls()// 控制器
  initLight()// 光源
init（）//直接执行，或者HTML直接加onload
七、渲染：
 
// 循环渲染页面场景
function render() {
  update()
  requestAnimationFrame(render)// 执行一个动画.并在动画执行后重新渲染
  // 传统渲染器，如果使用shader着色器，则注掉这个，增加效果合成器，增加通道渲染
  renderer.render(scene, camera)
八、测试网格：
 
var grid
function initGrid(){
  grid = new THREE.GridHelper( 300, 8, 0xffffff, 0xffffff );
  grid.position.set(0,-5,0)
  scene.add( grid );
九、完整代码：
 
import * as THREE from 'three'
import { OrbitControls } from 'three/examples/jsm/controls/OrbitControls'
var scene, camera, controls, renderer, ambient, directional,grid
// 天空盒是以正方体6面结构贴图[贴图顺序：右、左、上、下、前、后]
var urls = [
  './static/skyBox/day/px.jpg',
  './static/skyBox/day/nx.jpg',
  './static/skyBox/day/py.jpg',
  './static/skyBox/day/ny.jpg',
  './static/skyBox/day/pz.jpg',
  './static/skyBox/day/nz.jpg'
//初始化一个场景
function initScene() {
  // 实例化一个场景
  scene = new THREE.Scene()
  // 整个场景的颜色
  scene.background = new THREE.Color( 0x000000 )
  // 6图天空盒子[贴图顺序：右、左、上、下、前、后]
  scene.background = new THREE.CubeTextureLoader().load(urls)
// 初始化相机
function initCamera() {
  //实例化一个相机，内部参数（角度，div的宽/div的高，距离视野中心最近距离，同前最远距离）
  //角度：类似于手机狭角、广角的效果
  //画面比例：div的宽高自己定义，全屏展示的话就按照官网给的window.innerWidth/window.innerHeight即可
  //视野最大（小）远近距离根据自身项目来定
  camera = new THREE.PerspectiveCamera(60,
    document.getElementById('threecanvas').offsetWidth / document.getElementById('threecanvas').offsetHeight, 2, 5000)
  camera.position.set(0, 100, -100)//相机位置
  camera.lookAt(new THREE.Vector3(0, 0, 0))// 相机视野中心
  //相机所展示画面的比例
  camera.aspect = document.getElementById('threecanvas').offsetWidth / document.getElementById('threecanvas').offsetHeight
  //更新相机投影变换矩阵
  camera.updateProjectionMatrix()
  //将相机加入到场景中
  scene.add(camera)
// 初始化渲染器
function initRenderer() {
  renderer = new THREE.WebGLRenderer({
    alpha: false,// 是否可以设置背景色透明
    antialias: true, // 抗锯齿
    logarithmicDepthBuffer: true, // 图层叠加闪烁问题
    precision: 'lowp', // 着色器精度
    preserveDrawingBuffer: true, // 开启图层缓冲区
    autoClear: true
  renderer.setPixelRatio(window.devicePixelRatio)// 设置分辨率与电脑的分辨率相同
  renderer.setSize(document.getElementById('threecanvas').offsetWidth, document.getElementById('threecanvas').offsetHeight)
  renderer.shadowMap.enabled = true// 渲染器渲染阴影效果
  renderer.shadowMap.type = THREE.PCFSoftShadowMap// 阴影类型
  renderer.outputEncoding = THREE.sRGBEncoding// 色域，鲜明渲染，常规rgb颜色渲染
  // 把这个canvas渲染到指定div里，不指定div则把setSize指定宽高
  document.getElementById('threecanvas').appendChild(renderer.domElement)
// 初始化控制器
function initControls() {
  controls = new OrbitControls(camera, renderer.domElement)
  controls.listenToKeyEvents(window)//监听操作，具体有哪些可以去底层扒一扒
  controls.enableDamping = true// 开启控制阻尼,是否有惯性
  controls.dampingFactor = 0.05 // 阻尼强度,鼠标拖拽旋转灵敏度
  controls.enableZoom = true// 是否可以缩放
  controls.minDistance = 2// 相机距离原点最近距离
  controls.maxDistance = 1000// 相机距离原点最远距离
  controls.enablePan = true // 是否开启右键拖拽
  controls.maxPolarAngle = Math.PI / 2.05 // 最大角度，实际项目中一些模型限制视角到地下
  controls.screenSpacePanning = false //false时只能前后左右平移，不能上下平移，true时哪个方向都可以
  controls.target = new THREE.Vector3(0, 0, 0)// 设置控制器的旋转原点
// 更新，实时渲染的时候加进去，有控制交互，就渲染
function update() {
  controls.update()
// 光源
function initLight() {
  // 环境光AmbientLight,影响整个场景的光源
  ambient = new THREE.AmbientLight(0xffffff, 1)
  ambient.name = '环境光'
  scene.add(ambient)
  // 平行光DirectionalLight，模拟太阳光，用于渲染阴影
  directional = new THREE.DirectionalLight(0xffffff, 1.2, 100) // 模拟远处类似太阳的光源
  directional.name = '平行光'
  directional.position.set(directionalx1, directionaly1, directionalz1)
  directional.castShadow = true// 告诉平行光需要开启阴影投射
  directional.shadowDarkness = 1
  directional.shadow.mapSize.width = 512 * 4// 阴影分辨率，默认512
  directional.shadow.mapSize.height = 512 * 4
  // 平行光范围
  directional.shadow.camera.left = -directionalvalue
  directional.shadow.camera.right = directionalvalue
  directional.shadow.camera.top = directionalvalue
  directional.shadow.camera.bottom = -directionalvalue
  directional.shadow.camera.near = 0.5
  directional.shadow.camera.far = 1500
  directional.shadow.bias = 0.0001// 阴影偏移，否则会有阴影锯齿出现，阴影条纹，嗯写过的人应该都遇到过，很恶心的东西，可以用这个bias稍作偏移，具体参数调整起来比较烦
  scene.add(directional)
  // 平行光辅助线，添加辅助线后可以看到平行光笼罩的范围，用于细节调整
  const directionalhelper = new THREE.CameraHelper(directional.shadow.camera)
  directionalhelper1.visible = true
  // 平时不用，注掉这个add
  scene.add(directionalhelper)
function initGrid(){
  grid = new THREE.GridHelper( 300, 8, 0xffffff, 0xffffff );
  grid.position.set(0,-5,0)
  scene.add( grid );
// 初始化
function init() {
  initScene()// 基础场景
  initCamera()// 相机
  initRenderer()// 渲染器
  initControls()// 控制器
  initLight()// 光源
  initGrid()//网格
// 循环渲染页面场景
function render() {
  update()
  requestAnimationFrame(render)// 执行一个动画.并在动画执行后重新渲染
  // 传统渲染器，如果使用shader着色器，则注掉这个，增加效果合成器，增加通道渲染
  renderer.render(scene, camera)
init()
render()
个人写的vue，分开function函数，原生HTML和vue都能用，包括小程序，可以单独把代码提取成js，使用export{…}导出属性或方法函数，直接在页面import引入即可。
 正好今天又修改模型改动代码，重构的时候把代码扣出来，一边整合代码，一边写博客，可能时间有限，写的比较拉。
记录一下学习笔记
一年前从网上爬了个web端的三维demo，从此接触到了一个新的方向——webgl。第一次尝试自己写三维用的webgl，各种顶点信息、坐标定位，烦不胜烦。
后续又各种搜索引擎，cesiumjs、 babylonjs、unity、threejs等等，比较下来就选择了three。
说一下原因：
cesiumjs：注重地形，支持模型文件格式只有gltf。
babylonjs：比较针对游
上一篇主要写了如何创建一个场景，本篇写一下模型加载方面的细节。
目前threejs支持的模型格式有很多，gltf/glb、obj+mtl、fbx、dea等等…
主要推荐的模型格式：obj+mtl 或者 gltf/glb。
obj+mtl这种格式将模型信息、材质信息、贴图拆分开，相比较于其他来说，文件分散，分散后文件体积小，唯一的缺点是，文件套多了，注意命名，小心弄乱。
gltf呢，被称为模型界的JPEG，它可以在原有的基础上有损压缩（这部分放在后边），压缩后体积更小。
个人做了一下比较：同一个