JavaScript与计算机图形学

JavaScript与计算机图形学

I目录

■CONTENTS

第一部分JavaScript操作D0M元素..........................................2

第二部分呢bGL提供的图形渲染能力.........................................5

第三部分Three,js库的WebGL封装..........................................8

第四部分Three,js三维场景的构造.........................................II

第五部分Three.js基本几何体的绘制........................................15

第六部分材质系统在Three,js中的作用.....................................18

第七部分Three.js中的灯光和阴影.........................................20

第八部分Three,js互动和动画..............................................25

第一部分JavaScript操作DOM元素

关键词关键要点

【操作DOM树】：

1.访问和修改DOM节点：JavaScript提供了各种API,

允许开发者访问和修改文档对象模型(DOM)树中的节

点，包括获取元素、创建新元素、插入和删除节点等。

2.操作DOM属性：除了直接访问和修改节点外.

JavaScript还可以操作DOM元素的属性，如更改文本内

容、设置样式、添加或移除类名等，从而动态地控制元素的

外观和行为。

3.事件处理：JavaScript支持为DOM元素绑定事件处理

程序，在特定事件发生时执行自定义代码，如点击、鼠标悬

停、键盘输入等，实现交互式页面。

【操作CSS样式表】：

JavaScript操作DOM元素

DOM(文档对象模型)是HTML和XML文档的层次结构表示形式。它

允许程序访问和修改文档的内容、结构和样式。JavaScript是客户

端脚本语言，可与DOM交互，从而提供对Web页面动态行为的控

制。

#获取DOM元素

获取DOM元素是操作它们的第一步。JavaScript提供了许多方法

来获取元素：

-getElementByTdO：根据其ID(唯一标识符)获取元素。

-getElementsByClassNameO：根据其类名获取元素集合。

-getElementsByTagName()：根据其标签名获取元素集合。

-querySelector()：使用CSS选择器获取元素。

-querySelectorAll()：使用CSS选择器获取元素集合。

#修改DOM元素内容

一旦获得一个DOM元素，就可以使用以下方法修改其内容：

-innerHTML：设置或获取元素的HTML为容。

-textContent：设置或获取元素的文本为容。

-nodeValue：设置或获取文本节点的值。

-appendChiId()：向元素追加子节点。

-insertBcforeO：在指定节点之前插入子节点。

-removeChild()：从元素中移除子节点。

#修改DOM元素样式

JavaScript还允许修改DOM元素的样式：

-style：访问元素的样式属性。

-setAttributeO：设置元素的样式属性。

-getAttributeO：获取元素的样式属性。

-classList：操作元素的CSS类。

-className：设置或获取元素的类名属性。

#事件处理

JavaScript可以对用户交互中的事件(如点击、悬停和键盘按下)

进行响应。以下方法用于处理事件：

-addEventListener()：为元素添加事件侦听器口

-removeEventListener()：从元素中移除事件侦听器。

-dispatchEvent()：触发元素上的事件。

#DOM操作示例

以下示例展示了如何使用JavaScript操作DOM元素：

javascript

//获取具有ID为nmyElementn的元素

constelement=document.getElementById(HmyElementn)；

//设置元素的HTML内容

element.innerHTML="Hello,world!,r；

//添加一个事件侦听器，在单击元素时触发函数

console,log("Elementclicked!*r)；

});

//修改元素的样式

element,style,color="red"；

element,style.fontSize="20px”；

//在元素中插入子元素

constnewElement=document.createElemcnt("p")；

newElement.textContent="Thisisanewparagraph.H；

element.appendChild(newElement)；

#优点和缺点

优点：

-动态地修改Web页面内容和样式。

-处理用户交互和事件。

-创建交互式用户界面和动画。

缺点：

-可能会影响性能，尤其是DOM操作频繁时。

-可能导致不可靠的代码，特别是当DOM结构不断变化时。

#结论

操作DOM元素是JavaScript中一项基本功能，允许开发者创建交

互式和动态的Web页面。通过理解DOM操作技术，开发者可以有效

地控制Web页面内容、样式和行为。

第二部分WebGL提供的图形渲染能力

关键词关键要点

顶点着色器

1.对应OpenGL中的顶点着色器(vertexshader),负责处

理单个顶点数据，将顶点位置、颜色、法线等数据从模型空

间变换到裁剪空间。

2.使用GLSL(OpenGLShadingLanguage)编写，提供丰

富的内置函数，如矩阵变换、向量运算等。

3.可以实现顶点变换、光照计算、纹理坐标生成等功能，

为nocne^yiomne阶段的处理做好准备。

片元着色器

1.对应OpenGL中的片元着色器(fragmentshader),用于

处理单个像素，计算其最终颜色。

2.接收顶点着色器输出的插值变量，作为输入，并结合纹

理、光照等信息进行计算。

3.可以实现纹理映射、着色、透明度计算等效果，最终决

定渲染结果。

纹理贴图

1.使用纹理贴图可以给物体表面添加细节和纹理效果，增

强图形的真实感。

2.WebGL支持多种纹理类型，如2D纹理、立方体纹理等，

可以根据需要选择合适的纹理类型。

3.纹理贴图可以提高渲染效率，因为纹理数据可以在GPU

上缓存，减少了CPU的处理负担。

深度缓冲

1.深度缓冲用于存储场景中每个像素的深度信息，实现隐

藏表面消除(hiddensurfaceremoval)o

2.WebGL提供深度缓冲区对象(depthbufferobject),可以

指定深度测试函数，确定像素是否可见。

3.深度缓冲对于绘制3D场景至关重要，可以确保场景中

物体的前后关系正确显示。

光照模型

1.WebGL提供了丰富的光照模型，包括方向光、点光源和

聚光灯等，模拟现实世界中的光照效果。

2.可以使用材质属性，如漫反射、镜面反射和法线贴图，

指定物体对光的响应方式。

3.光照计算可以极大地提升图形的真实感和视觉效果，使

其更接近真实世界。

几何体变形

1.WebGL支持通过变形着色器(geometryshader)对几何

体进行变形操作，实现各种动态效果。

2.变形着色器可以生成新的顶点、线段或三角形，进而创

建复杂的几何体或实现粒子系统等效果。

3.几何体变形为实时图形应用提供了丰富的可能性，可以

广泛应用于游戏、动画和可视化等领域。

WebGL提供的图形渲染能力

WebGL(WebGraphicsLibrary)是一种JavaScriptAPI,允许开发

者直接从浏览器中访问计算机图形硬件。它为Web开发人员提供了强

大的工具集，用于创建复杂的交互式3D图形和可视化效果。

WebGL支持广泛的图形渲染技术，包括：

顶点着色器和片元着色器：

*顶点着色器：用于处理顶点数据(例如位置、法线、纹理坐标)，

执行几何变换和着色。

*片元着色器：用于处理片元数据(代表图像中的像素)，执行光照

计算、纹理映射和其他效果。

缓冲区对象：

*允许高效存储顶点数据、索引数据和纹理数据。

*优化图形渲染性能，因为数据被直接存储在GPU内存中。

纹理：

*用于附加到3D模型或表面上的图形。

*可以是2D图像或3D纹理，提供了纹理映射和环境贴图等高级效

果。

帧缓冲区对象：

*允许在纹理上绘制，创建离屏渲染管道。

*用于创建诸如后处理效果、阴影图和光遮挡等高级渲染技术。

立方贴图：

*特殊类型的纹理，它包含六个图像，代表一个立方体的每个面。

*用于创建环境贴图和天空盒效果。

同步查询对象：

*允许开发者查询GPU的状态，并在特定操作（例如着色器编译或纹

理加载）完成后接收通知。

异步计算：

*支持使用WebGL2.0中的“计算着色器”，允许开发者在GPU上执

行并行计算任务。

*用于加速科学可视化、流体仿真和图像处理等应用。

下面是WebGL支持的一些具体的图形渲染功能示例：

*3D几何渲染：创建和渲染三维模型，包括网格、曲面和点云。

*纹理映射：使用纹理为3D模型添加细节和逼真度。

*光照和阴影：实现逼真的光照效果，包括漫反射、镜面反射、环境

光和阴影。

*粒子系统：创建和渲染大量粒子，用于模拟诸如火、烟和水等效果。

*后期处理效果：应用后期处理效果，例如模糊、色差和景深，以增

强视觉质量。

*科学可视化：创建和交互式探索复杂科学数据集，例如体积数据和

流体仿真。

*虚拟现实(VR)和增强现实(AR)：提供构建用于VR和AR体验的

3D图形引擎的基础。

WebGL的强大渲染能力使其成为Web开发人员创建沉浸式和引人入胜

的图形化应用程序和体验的宝贵工具。

第三部分Three.js库的WebGL封装

Three,js库的WebGL封装

Three.js是一个流行的JavaScript库，它提供了一个简洁且功能

强大的API,用于构建复杂的3D图形应用程序。它建立在WebGL

之上，WebGL是一个用于在Web浏览器中渲染交互式3D图形的

JavaScriptAPI。

Three,js封装了WebGL的底层复杂性，允许开发人员使用直观的

方法来操纵3D场景。它提供了一系列类和函数，使开发人员能够创

建和管理场景中的对象、灯光、相机和渲染器。

Three.js特性

Three,js库提供了以下关键特性：

*场景图：Three,js使用分层场景图来组织和管理场景中的对象。

*几何体：Three,js提供了各种几何体类，包括立方体、球体和圆

柱体，允许开发人员创建复杂的3D模型。

*材质：Three,js提供了各种材质类，包括Lambert.Phong和

BlinnPhong材质，允许开发人员为对象指定外观。

*灯光：Three,js提供了各种光源类，包括环境光、平行光和点光

源，允许开发人员为场景添加照明效果。

*相机：Three,js提供了各种相机类，包括透视相机和正交相机，

允许开发人员从不同的角度查看场景。

*渲染器：Three,js提供了一个WebGL渲染器，负责将场景渲染到

HTML5画布。

使用Three.js

使用Three,js构建3D图形应用程序涉及以下步骤：

1.创建场景：创建一个场景对象来容纳场景中的所有对象。

2.添加几何体：使用几何体类创建3D模型，并将它们添加到场景

中。

3.添加材质：使用材质类为几何体指定外观，并将它们添加到场景

中。

4.添加灯光：使用光源类为场景添加照明效果，并将它们添加到场

景中。

5.添加相机：使用相机类定义场景的观察角度，并将它们添加到场

景中。

6.渲染场景：使用渲染器将场景渲染到HTML5画布。

性能优化

为了在Web浏览器中实现最佳性能，可以使用以下技术对Three,js

应用程序进行优化：

*减少几何体复杂度：使用LOD（关卡细芍）系统或纹理贴图来减少

复杂几何体的三角形数量。

*使用材质实例化：将具有相同材质的对象分组为实例，而不是为每

个对象单独分配材质。

*启用深度测试和背面剔除：允许WebGL渲染器仅渲染可见表面，

从而提高性能。

*使用纹理压缩：使用ETC2或ASTC等压缩格式将纹理大小最小

化。

*延迟加载：仅在需要时加载纹理和几何体，以减少加载时间和内存

使用情况。

应用

Three,js已被广泛用于各种应用程序，包括：

*3D游戏：用于构建交互式3D游戏，具有逼真的图形和物理效果。

*数据可视化：用于创建交互式3D数据可视化，以便探索和分析复

杂数据。

*虚拟和增强现实：用于创建虚拟和增强现实体验，允许用户与虚拟

物体进行交互。

*建筑和工程：用于创建逼真的建筑和工程模型，以便进行规划、设

计和可视化。

*教育和科学：用于创建交互式3D模型和模拟，以可视化和理解复

杂概念。

结论

Three,js是一个强大的JavaScript库，它提供了构建复杂3D图

形应用程序的简洁且功能强大的界面。它封装了WebGL的底层复杂

性，允许开发人员使用直观的方法操纵3D场景。凭借其丰富的特性

和性能优化技术，Three.js已成为用于各种应用程序的首选工具，

包括3D游戏、数据可视化、虚拟和增强现实、建筑和工程以及教育

和科学。

第四部分Three.js三维场景的构造

关键词关键要点

Three.js三维场景的构造

主题名称】：场景初始化，1.创建场景对象：使用newTHREE.Scene()'创建一个新

的三维场景，这是所有其他对象和光源的容器。

2.配置渲染器：初始化渲染器，指定将场景渲染到哪个

DOM元素中，可以使用'WebGLRenderer'或

'CanvasRcndcrcr'o

3.创建相机：使用'newTHREE.PerspecliveCamera。'或

'newTHREE.OrthographicCamera()'创建一个相机,用于定

义场景的视角和投影类型。

主题名称】：几何体创建.

Three.js中的三维场景构造

Three,js提供了一套全面的工具和类，用于创建可视化逼真的三维

场景。以下是对Three,js中场景构造的关键部分的描述：

场景(Scene)

场景对象代表了三维空间，其中包含所有对象、灯光和相机。它是

Three.js中所有元素共同存在的环境。

对象(Object)

对象表示三维空间中的实体。Three,js提供了各种类型的对象，例

如几何形状、模型和粒子。

*几何形状(Geometry)：描述对象的形状和顶点、面和边的连接信

息。Three,js提供了各种各样的几何体，如立方体、球体和圆柱体。

*模型(Mesh)：由几何形状和材料组成的对象。材料定义了对象的

表面特性，例如颜色、纹理和透明度。

*粒子(Particles)：代表空间中大量小颗粒。粒子系统可以模拟各

种效果，如烟雾、火焰和雨滴。

灯光(Light)

灯光提供照亮场景所需的光源。Three,js支持多种类型的灯光，包

括：

*环境光(AmbientLight)：照亮整个场景，不会产生阴影。

*平行光(DirectionalLight)：模拟平行的光线源，投射出平行于

给定方向的阴影。

*点光源(PointLight)：模拟球形光线源，投射出向各个方向传播

的阴影。

*聚光灯(Spotlight)：模拟锥形光线源，投射出具有焦点和锥形边

界的阴影。

相机(Camera)

相机定义了场景的观察视点。Three,js提供了两种类型的相机：

*透视相机(PerspectiveCamera)：模拟人类的视力，具有透视投影。

*正交相机(OrthographicCamcra)：投影正交于场景，不会产生透

视失真。

加载器(Loaders)

加载器用于从文件或URL中加载模型、纹理和其他资源。Three,js

提供了各种加载器，包括：

*GLTFLoader：加或GLTransmissionFormat(glTF)模型文件。

*OBJLoader：加载WavefrontObject(OBJ)模型文件。

*TextureLoader：加载图像文件作为纹理使用。

动画(Animation)

Three,js提供了几种机制用于创建场景动画：

*Tween,js：用于创建基于时间的动画过渡。

*缓动函数(EasingFunctions)：用于控制动画移动的非线性行为。

*骨骼动画(SkeletonAnimation)：用于控制模型中骨骼和关节的

动画。

示例代码

以下是一个简单的Three,js代码片段，演示了如何创建一个具有立

方体、灯光和摄像机的场景：

javascript

//创建场景

constscene=newTHREE.Scene()；

//创建立方体

constgeometry=newTHREE.BoxGeometry(1,1,1)；

constcube=newTHREE.Mesh(geometry,material)；

//添加立方体到场景

scene,add(cube)；

//创建灯光

constlight=newTHREE.PointLight(Oxffffff,1)；

light.position,set(10,10,10)；

//添加灯光到场景

scene,add(light)；

//创建相机

constcamera=newTHREE.PerspectiveCamera(75,

window.innerWidth/window.innerHeight,0.1,1000)；

camera,position,z=5；

//创建渲染器

constrenderer=newTHREE.WebGLRenderer()；

renderer.setSize(window.innerWidth,window.innerHeight)；

//将场景和相机添加到渲染器

renderer.render(scene,camera)；

这段代码定义了一个带有绿色立方体、平行光照和摄像机的场景。通

过调用render()方法，场景被渲染到HTML画布中。

第五部分Three,js基本几何体的绘制

Three,js基本几何体的绘制

Three.js是一个流行的JavaScript库，用于创建和操作3D图形。

它提供了一个直观的API,用于绘制各种基本几何体，包括：

立方体(Cube)

javascript

constgeometry=newTHREE.BoxGeometry(1,1,1)；

constcube=newTHREE.Mesh(geometry,material)；

scene,add(cube)；

、、、

球体(Sphere)

'javascript

constgeometry=newTHREE.SphereGeometry(0.5,32,32)；

constsphere=newTHREE.Mesh(geometry,material)；

scene.add(sphere)；

圆柱体（CylinderJ

javascript

constgeometry=newTHREE.CylinderGeometry(0.5,1,1,32)；

constcylinder=newTHREE.Mesh(geometry,material)；

scene,add(cylinder)；

锥体(Cone)

javascript

constgeometry=newTHREE.ConeGeometry(0.5,1,32)；

constcone=newTHREE.Mesh(geometry,material)；

scene,add(cone)；

半球体(Hemisphere)

'javascript

constgeometry=newTHREE.HemisphereGeometry(0.5,0.5,32,

16,0,Math.PI/2)；

consthemisphere=newTHREE.Mesh(geometry,material)；

scene,add(hemisphere)；

XXX

平面(Plane)

'javascript

constgeometry=newTHREE.PlaneGeometry(1,1,1,1)；

constplane=newTHREE.Mesh(geometry,material)；

scene,add(plane)；

环(Torus)

'javascript

constgeometry=newTHREE.TorusGeometry(0.5,0.2,32,32)；

consttorus=newTHREE.Mesh(geometry,material)；

scene.add(torus)；

扭曲的环(TorusKnot)

'javascript

constgeometry=newTHREE.TorusKnotGeometry(0.5,0.2,100,

16)；

consttorusKnot=nowTHREE.Mesh(geometry,material)；

scene.add(torusKnot)；

自定义几何体(BufferGeometry)

Three.js还支持通过BufferGeometry'类创建自定义几何体。此类

允许用户直接指定顶点位置、法线和纹理坐标。

'javascript

constvertices=newFloat32Array([

-1.0,-1.0,1.0,

1.0,-1.0,1,0,

1.0,1.0,1.0,

_1.0,-1.0,1.0,

1.0,1.0,1.0,

-1.0,1.0,1.0

]);

constgeometry=newTHREE.BufferGeometry()；

geometry.setAttribute(rposition*,new

THREE.BufferAttribute(vertices,3))；

consttriangle=newTHREE.Mesh(geometry,material)；

scene,add(triangle)；

、、、

通过使用BufferGeometry'类，可以创建任意复杂程度的几何体。它

对于创建程序生成的几何体、从其他格式导入几何体或动态更新几何

体尤为有用。

第六部分材质系统在Three,js中的作用

关键词关键要点

【材质系统在Three.js中

的作用】：1.定义材质的概念：材质是Three.js中用来定义物体表面

外观属性的集合，包括颜色、光泽、透明度等。

2.不同材质类型的应用：Three.js提供了多种材质类型，如

基本材质(BasicMaterial)^Phong材质(PhongMaterial)

物理材质(PhysicalMaterial)等，用于模拟不同的真实世界

材料。

3.材质参数设置：每个材质类型都有特定的参数，如颜色、

反射率、折射率等，可以对其进行自定义设置以实现所需效

果。

【纹理贴图在材质中的应用】：

材质系统在Three,js中的作用

在Three,js中，材质系统负责控制场景中对象的视觉外观。它允许

开发人员为其几何体赋予各种属性，例如颜色、纹理、光照和透明度，

从而创建逼真的和视觉上吸引人的3D场景。

材质类型

Three,js提供了广泛的材质类型，可满足不同的渲染需求：

*基本材质(BasicMaterial)：基本材质是最简单的材质，它将对象

渲染为纯色。

*Lambert材质(LambertMaterial)：Lambert材质模拟漫反射光

照，这意味着它响应光源，但不会产生镜面高光。

*Phong材质(PhongMaterial)：Phong材质模拟Blinn-Phong光

照模型，它产生漫反射和镜面高光。

*法线材质(NormalMaterial)：法线材质使用法线贴图来创建对象

表面的凹凸感。

*物理材质(PhysicalMaterial)：物理材质是PhysicallyBased

Rendering(PBR)管线的近似，它模拟真实世界的材料特性。

材质属性

每种材质类型都有一组特定的属性，允许开发人员控制其外观：

*颜色(color)：对象的整体颜色。

*纹理(map)：一张图像，用于给对象添加表面细节。

*法线贴图(normalMap)：一张图像，用于创建对象表面的凹凸感。

*光照贴图(lightMap)：一张图像，用于模拟外部光源的影响。

*自发光(emissive)：对象发出的光量。

*金属度(metalness)：材料类似金属的程度。

*粗糙度(roughness)：材料表面的粗糙程度。

材质的层叠

Three,js还支持材质的层叠，其中可以在一个对象上应用多个材质。

这允许开发人员创建复杂的材料效果，例如基于对象的法线或表面位

置混合不同的纹理C

扩展材质系统

Three,js的材质系统是可扩展的，开发人员可以创建自己的自定义

材质。这通过编写自定义着色器程序完成，这些程序定义了材质在渲

染管道中如何计算,

材质系统的重要作用

材质系统是Three,js的一个关键组成部分，它使开发人员能够创建

视觉上令人惊叹的3D场景。通过利用广泛的材质类型和属性，开发

人员可以赋予对象逼真的纹理、光照和表面行为，从而沉浸式和引人

入胜的体验。

第七部分Three.js中的灯光和阴影

关键词关键要点

点光源

1.点光源从一个点向各个方向发射光线，模拟了真实世界

中点状光源(如灯泡)。

2.Three.js中的点光源由'PointLight'类表示,可以通过设

置颜色、强度和衰减等属性来配置。

3.点光源的衰减属性控制了光线随着距灯源距离的变化而

衰减的速度，有线性衰减、二次衰减和指数衰减三种模式。

聚光灯

1.聚光灯类似于点光源，但它会将光线聚焦在一个锥形区

域内，就像手电筒一样。

2.Three.js中的聚光灯由'SpotLighf类表示，可以通过设

置锥形角度和衰减属性来配置。

3.聚光灯的影子更清晰，因为光线被限制在一个窄范围内，

从而可以创建更逼真的阴影。

平行光

1.平行光是一种平行光线，从无限远的地方照射而来，类

似于阳光。

2.Three.js中的平行光由'DirectionalLight'类表示,可以

通过设置颜色、强度和角度等属性来配置。

3.平行光不会产生阴影，因为它没有单个发光点，而是从

所有方向照射。

环境光

1.环境光是一种全局光照，均匀地照亮场景中的所有物体，

无论其朝向或位置如何。

2.Three.js中的环境光由'AmbientLight'类表示，可以通

过设置颜色和强度等属性来配置。

3.环境光主要用于创建基本照明，并为场景中的物体添加

额外的漫反射。

材质和光照

1.材质决定了物体如何与光线交互，从而影响物体的外观

和阴影。

2.Three.js提供了各种内置材质，如'BasicMaterial'、

'LambcrtMaterial'和'PhongMaterial',它们支持不同的光

照模型。

3.通过设置材质的属性，例如颜色、反射率和粗糙度，可

以控制光线如何被物体反射和吸收，从而实现逼真的阴影

和高光效果。

阴影

1.阴影是通过使用阴影贴图或阴影映射技术来创建的，它

们模拟了光线被遮挡时的区域。

2.Three.js提供了阴影贴图和阴影映射的内置支持，可以在

'Renderer'类中启用。

3.阴影的质量取决于场景的复杂性、光源的数量和类型，

以及所使用的阴影技术。

Three,js中的灯光和阴影

灯光和阴影在计算机图形学中至关重要，它们可以极大地增强场景的

真实感和视觉吸引力。Three,js提供了一系列灯光和阴影技术，使

开发人员能够轻松创建具有出色光照效果的3D场景。

灯光类型

Three,js支持多种灯光类型，每种类型都有其独特的属性和用途：

*环境光：为场景提供均匀的照明，不会造成阴影。

*平行光：模拟来自无限远处的平行光源，通常用于模拟阳光或聚光

灯。

*点光源：从一个点发出的光源，在所有方向上衰减。

*聚光灯：从一个点发出的光锥，在锥体外缘衰减。

*球光源：从一个均匀照亮场景各部分的点发出的光。

阴影类型

Three,js还支持多种阴影类型，可增强场景的深度和真实感：

*平面阴影：将阴影投射到一个平面（例如地面）上，是最简单且计

算成本最低的阴影类型。

*体阴影：为对象创建三维阴影，提供了更逼真的效果，但计算戌本

更高。

*软阴影：创建具有平滑边缘的阴影，类似于现实世界的阴影。

*联系阴影：在物体之间创建阴影，增强场景的深度和立体感。

灯光和阴影的配置

配置灯光和阴影以达到所需的视觉效果至关重要。可以使用

Three,js的API设置以下属性：

*强度：控制光源的亮度。

*颜色：设置光源的颜色。

*衰减：控制光源强度的衰减速率。

*投射阴影：启用或禁用阴影。

*阴影纹理：用于创建阴影纹理，影响阴影的清晰度和噪声。

*阴影偏置：防止对象自相投射阴影。

使用示例

以下示例演示如何在Three,js中使用灯光和阴影：

'javascript

constscene=newTHREE.Scene()；

constcamera=newTHREE.PerspectiveCamera(75,

window.innerWidth/window,innerlleight,0.1,1000)；

constambientLight=newTHREE.AmbientLight(Oxffffff,0.5)；

scene,add(ambientLight)；

constdirectionalLight=newTHREE.DirectionalLight(Oxffffff,

0.5)；

directionalLight.position,set(0,1,0)；

directionalLight.castShadow=true；

directionalLight.shadow.mapSize.width=1024；

directionalLight.shadow.mapSize.height=1024；

directionalLight.shadow,camera,near=0.5；

directionalLight.shadow,camera,far=1000；

directionalLight.shadow,camera,left=-50；

directionalLight.shadow,camera,right=50；

directionalLight.shadow,camera,top=50；

directionalLight.shadow,camera,bottom=-50；

scene.add(directionalLight)；

constplane=newTHREE.PlaneGeometry(100,100)；

constplaneMesh二newTHREE.Mesh(plane,planeMaterial)；

planeMesh.receiveShadow=true；

planeMesh.castShedow=true；

scene.add(planeMesh)；

constcube=newTHREE.BoxGeometry(1,1,1)；

constcubeMesh=newTHREE.Mesh(cube,cubeMaterial)；

cubeMesh.position.set(0,1,0)；

cubeMesh.castShadow=true；

cubeMesh.receiveShadow=true；

scene.add(cubeMesh)；

//...

constrenderer=newTHREE.WebGLRenderer()；

renderer.setSize(window.innerWidth,window,innerlleight)；

document,body.appendChild(renderer.domElement)；

//...

requeslAnimationFrame(animate)；

renderer.render(scene,camera)；

)

animate()；

、、、

结论

Three,js中的灯光和阴影技术使开发人员能够创建具有出色光照效

果和视觉吸引力的3D场景。通过理解和利用不同的灯光和阴影类

型，可以显著增强场景的真实感和沉浸感。

第八部分Three,js互动和动画

关键词关键要点

Three.js中的交互

1.鼠标交互：允许用户使用鼠标与场景交互，如旋转、平

移、缩放等操作。

2.键盘交互：提供键盘事件监听，可以控制场景中的对象

或触发特定动作。

3.触摸交互：为移动设备优化，支持手指触摸、捏合、滑

动等手势。

Three,js中的动画

1.DOM动画：使用JavaScript的DOMAPI进行动画，简

便易用。

2.WebGL动画：利用WebGL渲染技术，实现更流畅、高

效的动画效果。

3.物理引擎：集成物理引擎，模拟现实世界中的物理行

为，如重力、碰撞等。

Three,js互动和动画

简介

Three,js提供了丰富的功能，用于创建交互式和动态的计算机图形。

这些功能包括事件处理、动画、物理模拟和用户界面。

事件处理

Three.js提供了各种事件处理程序，允许用户与场景中的对象进行

交互。这些事件程序包括：

*鼠标事件：单击、双击、鼠标悬停

*键盘事件：按键按下和释放

*触摸事件：轻触、滑动手势

*滚动事件：滚动鼠标滚轮

通过使用这些事件处理程序，用户可以控制对象的行为、触发动画或

执行其他任务。

动画

Three,js提供了多种动画方法，包括：

*关键帧动画：在特定时间间隔内设置对象的属性，以创建平滑的运

动。

*补间动画：线性或非线性地对对象的属性进行插值，以创建更自然

的运动。

*物理动画：使用物理引擎模拟真实物理效果，例如重力和碰撞。

*shader动画：使用GLSL着色器创建复杂和动态的动画效果。

物理模拟

Three,js集成了Cannon,js物理引擎，它允许用户模拟现实世界

的物理交互。这包括:

*刚体：具有质量和转动惯量的物体。

*碰撞检测：检测多个物体之间的碰撞。

*重力：施加重力以模拟真实物理效果。

*弹性：设置物体在碰撞后的弹性系数。

用户界面

Three,js提供了创建用户界面的组件，例如：

*GUI控件：按钮、滑块、选择器，用于交互式地控制场景参数。

*文本：创建和显示文本以提供信息或控制。

*场景导览器：允许用户导航和探索场景。

交互示例

以下是一些使用Three,js实现交互功能的示例：

*拖放：用户可以拖动和放置场景中的对象。

*缩放：用户可以使用鼠标滚轮或滑块缩放场景。

*旋转：用户可以使用鼠标或触摸手势旋转场景。

*物理交互：用户可以通过物理模拟与场景中的对象进行交互，例如

通过重力或碰撞。

*自定义GUI：用户可以创建自定义GUI控件以控制场景参数并触

发动画。

优势

使用Three,js实现交互和动画具有以下优势：

*易于使用：Three,js提供了易于使用的API和文档。

*跨平台：