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vue+three.js实现炫酷的3D登陆页面示例详解

来源:互联网 收集:自由互联 发布时间:2023-02-08
目录 前言: Three.js的基础知识 关于场景 关于光源 关于相机(重要) 关于渲染器 完善效果 创建一个左上角的地球 使地球自转 创建星星 使星星运动 创建云以及运动轨迹 使云运动 完成
目录
  • 前言:
  • Three.js的基础知识
    • 关于场景
    • 关于光源
    • 关于相机(重要)
    • 关于渲染器
  • 完善效果
    • 创建一个左上角的地球
    • 使地球自转
    • 创建星星
    • 使星星运动
    • 创建云以及运动轨迹
    • 使云运动
    • 完成three.js有关效果
  • 结语

    前言:

    大家好,我是xx传媒严导(xx这两个字请自行脑补) 。

    该篇文章用到的主要技术:vue3、three.js

    我们先看看成品效果:

    高清大图预览(会有些慢):

    座机小图预览:

    废话不多说,直接进入正题

    Three.js的基础知识

    想象一下,在一个虚拟的3D世界中都需要什么?首先,要有一个立体的空间,其次是有光源,最重要的是要有一双眼睛。下面我们就看看在three.js中如何创建一个3D世界吧!

    • 创建一个场景
    • 设置光源
    • 创建相机,设置相机位置和相机镜头的朝向
    • 创建3D渲染器,使用渲染器把创建的场景渲染出来

    此时,你就通过three.js创建出了一个可视化的3D页面,很简单是吧!

    关于场景

    你可以为场景添加背景颜色,或创建一个盒模型(球体、立方体),给盒模型的内部贴上图片,再把相机放在这个盒模型内部以达到模拟场景的效果。盒模型的方式多用于360度全景,比如房屋vr展示

    【登陆页面】创建场景的例子:

    const scene = new THREE.Scene()
    // 在场景中添加雾的效果,Fog参数分别代表‘雾的颜色'、‘开始雾化的视线距离'、刚好雾化至看不见的视线距离'
    scene.fog = new THREE.Fog(0x000000, 0, 10000)
    // 盒模型的深度
    const depth = 1400
    // 在场景中添加一个圆球盒模型
    // 1.创建一个立方体
    const geometry = new THREE.BoxGeometry(1000, 800, depth)
    // 2.加载纹理
    const texture = new THREE.TextureLoader().load('bg.png')
    // 3.创建网格材质(原料)
    const material = new THREE.MeshBasicMaterial({map: texture, side: THREE.BackSide})
    // 4.生成网格
    const mesh = new THREE.Mesh(geometry, material)
    // 5.把网格放入场景中
    scene.add(mesh)
    

    关于光源

    为场景设置光源的颜色、强度,同时还可以设置光源的类型(环境光、点光源、平行光等)、光源所在的位置

    【登陆页面】创建光源的例子:

    // 1.创建环境光
    const ambientLight = new THREE.AmbientLight(0xffffff, 1)
    // 2.创建点光源,位于场景右下角
    const light_rightBottom = new THREE.PointLight(0x0655fd, 5, 0)
    light_rightBottom.position.set(0, 100, -200)
    // 3.把光源放入场景中
    scene.add(light_rightBottom)
    scene.add(ambientLight)
    

    关于相机(重要)

    很重要的一步,相机就是你的眼睛。这里还会着重说明一下使用透视相机时可能会遇到的问题,我们最常用到的相机就是正交相机和透视相机了。

    正交相机:无论物体距离相机距离远或者近,在最终渲染的图片中物体的大小都保持不变。用于渲染2D场景或者UI元素是非常有用的。如图:

    图注解:

    • 图中红色三角锥体是视野的大小
    • 红色锥体连着的第一个面是摄像机能看到的最近位置
    • 从该面通过白色辅助线延伸过去的面是摄像机能看到的最远的位置

    透视相机:被用来模拟人眼所看到的景象。它是3D场景的渲染中使用得最普遍的投影模式。如图:

    我们在使用透视相机时,可能会遇到这种情况:边缘处的物体会产生一定程度上的形变,原因是:透视相机是鱼眼效果,如果视域越大,边缘变形越大。为了避免边缘变形,可以将fov角度设置小一些,距离拉远一些

    关于透视相机的几个参数

    new THREE.PerspectiveCamera(fov, width / height, near, far)

    • fov(field of view) — 摄像机视锥体垂直视野角度
    • aspect(width / height) — 摄像机视锥体长宽比
    • near — 摄像机视锥体近端面
    • far — 摄像机视锥体远端面
    /**
     * 为了避免边缘变形,这里将fov角度设置小一些,距离拉远一些
     * 固定视域角度,求需要多少距离才能满足完整的视野画面
     * 15度等于(Math.PI / 12)
     */
    const container = document.getElementById('login-three-container')
    const width = container.clientWidth
    const height = container.clientHeight
    const fov = 15
    const distance = width / 2 / Math.tan(Math.PI / 12)
    const zAxisNumber = Math.floor(distance - depth / 2)
    const camera = new THREE.PerspectiveCamera(fov, width / height, 1, 30000)
    camera.position.set(0, 0, zAxisNumber)
    const cameraTarget = new THREE.Vector3(0, 0, 0)
    camera.lookAt(cameraTarget)
    

    关于渲染器

    用WebGL渲染出你精心制作的场景。它会创建一个canvas进行渲染

    【登陆页面】创建渲染器的例子:

    // 获取容器dom
    const container = document.getElementById('login-three-container')
    // 创建webgl渲染器实例
    const renderer = new THREE.WebGLRenderer({ antialias: true, alpha: true })
    // 设置渲染器画布的大小
    renderer.setSize(width, height)
    // 把画布实例(canvas)放入容器中
    container.appendChild(renderer.domElement)
    // 渲染器渲染场景
    renderer.render(scene, camera)
    

    需要注意,这样创建出来的场景并没有动效,原因是这次渲染的仅仅只是这一帧的画面。为了让场景中的物体能动起来,我们需要使用requestAnimationFrame,所以我们可以写一个loop函数

    //动画刷新
    const loopAnimate = () => {
        requestAnimationFrame(loopAnimate)
        scene.rotateY(0.001)
        renderer.render(scene, camera)
    }
    loopAnimate()
    

    完善效果

    创建一个左上角的地球

    // 加载纹理
    const texture = THREE.TextureLoader().load('earth_bg.png')
    // 创建网格材质
    const material = new THREE.MeshPhongMaterial({map: texture, blendDstAlpha: 1})
    // 创建几何球体
    const sphereGeometry = new THREE.SphereGeometry(50, 64, 32)
    // 生成网格
    const sphere = new THREE.Mesh(sphereGeometry, material)
    // 为了单独操作球体的运动效果,我们把球体放到一个组中
    const Sphere_Group = new THREE.Group()
    const Sphere_Group.add(sphere)
    // 设置该组(球体)在空间坐标中的位置
    const Sphere_Group.position.x = -400
    const Sphere_Group.position.y = 200
    const Sphere_Group.position.z = -200
    // 加入场景
    scene.add(Sphere_Group)
    // 使球能够自转,需要在loopAnimate中加上
    Sphere_Group.rotateY(0.001)
    

    使地球自转

    // 渲染星球的自转
    const renderSphereRotate = () => {
        if (sphere) {
          Sphere_Group.rotateY(0.001)
        }
    }
    // 使球能够自转,需要在loopAnimate中加上
    const loopAnimate = () => {
        requestAnimationFrame(loopAnimate)
        renderSphereRotate()
        renderer.render(scene, camera)
    }
    

    创建星星

    // 初始化星星
    const initSceneStar = (initZposition: number): any => {
        const geometry = new THREE.BufferGeometry()
        const vertices: number[] = []
        const pointsGeometry: any[] = []
        const textureLoader = new THREE.TextureLoader()
        const sprite1 = textureLoader.load('starflake1.png')
        const sprite2 = textureLoader.load('starflake2.png')
        parameters = [
          [[0.6, 100, 0.75], sprite1, 50],
          [[0, 0, 1], sprite2, 20]
        ]
        // 初始化500个节点
        for (let i = 0; i < 500; i++) {
          /**
           * const x: number = Math.random() * 2 * width - width
           * 等价
           * THREE.MathUtils.randFloatSpread(width)
           * _.random使用的是lodash库中的生成随机数
           */
          const x: number = THREE.MathUtils.randFloatSpread(width)
          const y: number = _.random(0, height / 2)
          const z: number = _.random(-depth / 2, zAxisNumber)
          vertices.push(x, y, z)
        }
        geometry.setAttribute('position', new THREE.Float32BufferAttribute(vertices, 3))
        // 创建2种不同的材质的节点(500 * 2)
        for (let i = 0; i < parameters.length; i++) {
          const color = parameters[i][0]
          const sprite = parameters[i][1]
          const size = parameters[i][2]
          materials[i] = new THREE.PointsMaterial({
            size,
            map: sprite,
            blending: THREE.AdditiveBlending,
            depthTest: true,
            transparent: true
          })
          materials[i].color.setHSL(color[0], color[1], color[2])
          const particles = new THREE.Points(geometry, materials[i])
          particles.rotation.x = Math.random() * 0.2 - 0.15
          particles.rotation.z = Math.random() * 0.2 - 0.15
          particles.rotation.y = Math.random() * 0.2 - 0.15
          particles.position.setZ(initZposition)
          pointsGeometry.push(particles)
          scene.add(particles)
        }
        return pointsGeometry
    }
    const particles_init_position = -zAxisNumber - depth / 2
    let zprogress = particles_init_position
    let zprogress_second = particles_init_position * 2
    const particles_first = initSceneStar(particles_init_position)
    const particles_second = initSceneStar(zprogress_second)
    

    使星星运动

    // 渲染星星的运动
    const renderStarMove = () => {
        const time = Date.now() * 0.00005
        zprogress += 1
        zprogress_second += 1
        if (zprogress >= zAxisNumber + depth / 2) {
          zprogress = particles_init_position
        } else {
          particles_first.forEach((item) => {
            item.position.setZ(zprogress)
          })
        }
        if (zprogress_second >= zAxisNumber + depth / 2) {
          zprogress_second = particles_init_position
        } else {
          particles_second.forEach((item) => {
            item.position.setZ(zprogress_second)
          })
        }
        for (let i = 0; i < materials.length; i++) {
          const color = parameters[i][0]
          const h = ((360 * (color[0] + time)) % 360) / 360
          materials[i].color.setHSL(color[0], color[1], parseFloat(h.toFixed(2)))
        }
    }
    

    星星的运动效果,实际就是沿着z轴从远处不断朝着相机位置移动,直到移出相机的位置时回到起点,不断重复这个操作。我们使用上帝视角,从x轴的左侧看去,效果如下:

    创建云以及运动轨迹

    // 创建曲线路径
    const route = [
        new THREE.Vector3(-width / 10, 0, -depth / 2),
        new THREE.Vector3(-width / 4, height / 8, 0),
        new THREE.Vector3(-width / 4, 0, zAxisNumber)
    ]
    const curve = new THREE.CatmullRomCurve3(route, false)
    const tubeGeometry = new THREE.TubeGeometry(curve, 100, 2, 50, false)
    const tubeMaterial = new THREE.MeshBasicMaterial({
      opacity: 0,
      transparent: true
    })
    const tube = new THREE.Mesh(tubeGeometry, tubeMaterial)
    // 把创建好的路径加入场景中
    scene.add(tube)
    // 创建平面几何
    const clondGeometry = new THREE.PlaneGeometry(500, 200)
    const textureLoader = new THREE.TextureLoader()
    const cloudTexture = textureLoader.load('cloud.png')
    const clondMaterial = new THREE.MeshBasicMaterial({
      map: cloudTexture,
      blending: THREE.AdditiveBlending,
      depthTest: false,
      transparent: true
    })
    const cloud = new THREE.Mesh(clondGeometry, clondMaterial)
    // 将云加入场景中
    scene.add(cloud)
    

    现在有了云和曲线路径,我们需要将二者结合,让云按着路径进行运动

    使云运动

    let cloudProgress = 0
    let scaleSpeed = 0.0006
    let maxScale = 1
    let startScale = 0
    // 初始化云的运动函数
    const cloudMove = () => {
      if (startScale < maxScale) {
        startScale += scaleSpeed
        cloud.scale.setScalar(startScale)
      }
      if (cloudProgress > 1) {
        cloudProgress = 0
        startScale = 0
      } else {
        cloudProgress += speed
        if (cloudParameter.curve) {
          const point = curve.getPoint(cloudProgress)
          if (point && point.x) {
            cloud.position.set(point.x, point.y, point.z)
          }
        }
      }
    }
    

    完成three.js有关效果

    最后,把cloudMove函数放入loopAnimate函数中即可实现云的运动。至此,该登录页所有与three.js有关的部分都介绍完了。剩下的月球地面、登录框、宇航员都是通过定位和层级设置以及css3动画实现的,这里就不进行深入的讨论了。

    上面的每个部分的代码在连贯性并不完整,并且同登录页的完整代码也有些许出入。上面更多是为了介绍每个部分的实现方式。完整代码,我放在github上了,每行注释几乎都打上了,希望能给你入坑three.js带来一些帮助,地址:github.com/Yanzengyong…

    结语

    之前用react+three.js写过一个3D可视化的知识图谱,如果这篇对大家有帮助并且反响好的话,后续我会写一篇如何使用three.js创建一个3D知识图谱。

    最后,我认为3D可视化的精髓其实在于设计,有好的素材、好的建模,能让你的页面效果瞬间提升N倍

    three.js官网

    以上就是vue+three.js实现炫酷的3D登陆页面示例详解的详细内容,更多关于vue three.js 3D登陆页面的资料请关注易盾网络其它相关文章!

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