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第2章还记得点、线、面吗(二)

2022-06-28 10:53:00 【用户9365514】

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我们下面会学习使用直线画一个网格出来，为了更好的理解这个网格在空间中的位置，我们是时候，讲一讲空间坐标系了。

1、右手坐标系

Threejs使用的是右手坐标系，这源于opengl默认情况下，也是右手坐标系。下面是右手坐标系的图例，如果对这个概念不理解，可以百度一下，我保证你伸出手比划的那一瞬间你就明白了，如果不明白请给作者留言，我会尽快补上关于坐标系的知识。

图中右边那个手对应的坐标系，就是右手坐标系。在Threejs中，坐标和右边的坐标完全一样。x轴正方向向右，y轴正方向向上，z轴由屏幕从里向外。

5、线条的深入理解

在Threejs中，一条线由点，材质和颜色组成。

点由THREE.Vector3表示，Threejs中没有提供单独画点的函数，它必须被放到一个THREE.Geometry形状中，这个结构中包含一个数组vertices，这个vertices就是存放无数的点（THREE.Vector3）的数组。这个表示可以如下图所示：

为了绘制一条直线，首先我们需要定义两个点，如下代码所示：

var p1 = new THREE.Vector3( -100, 0, 100 );

var p2 = new THREE.Vector3( 100, 0, -100 );

请大家思考一下，这两个点在坐标系的什么位置，然后我们声明一个THREE.Geometry，并把点加进入，代码如下所示：

var geometry = new THREE.Geometry();

geometry.vertices.push(p1);

geometry.vertices.push(p2);

geometry.vertices的能够使用push方法，是因为geometry.vertices是一个数组。这样geometry 中就有了2个点了。

然后我们需要给线加一种材质，可以使用专为线准备的材质，THREE.LineBasicMaterial。

最终我们通过THREE.Line绘制了一条线，如下代码所示:

var line = new THREE.Line( geometry, material, THREE.LinePieces );

ok，line就是我们要的线条了。

6、画高中时深爱的坐标平面

我还深爱着高中时的那个坐标平面，它勾起了我关于前排同学的细细长发的回忆…

这个平面的效果如下所示,截图不完整哦：

它横竖分别绘制了20条线段，在摄像机的照射下，就形成了这般模样。你可以在[初级教程\chapter2\2-2.html]发现这些代码：

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>Three框架</title>
<script src="js/Three.js"></script>
<style type="text/css">
div#canvas-frame {
border: none;
cursor: pointer;
width: 100%;
height: 600px;
background-color: #EEEEEE;
}

</style>
<script>
var renderer;
function initThree() {
width = document.getElementById('canvas-frame').clientWidth;
height = document.getElementById('canvas-frame').clientHeight;
renderer = new THREE.WebGLRenderer({
antialias : true
});
renderer.setSize(width, height);
document.getElementById('canvas-frame').appendChild(renderer.domElement);
renderer.setClearColor(0xFFFFFF, 1.0);
}

var camera;
function initCamera() {
camera = new THREE.PerspectiveCamera(45, width / height, 1, 10000);
camera.position.x = 0;
camera.position.y = 1000;
camera.position.z = 0;
camera.up.x = 0;
camera.up.y = 0;
camera.up.z = 1;
camera.lookAt({
x : 0,
y : 0,
z : 0
});
}

var scene;
function initScene() {
scene = new THREE.Scene();
}

var light;
function initLight() {
light = new THREE.DirectionalLight(0xFF0000, 1.0, 0);
light.position.set(100, 100, 200);
scene.add(light);
}

var cube;
function initObject() {
var geometry = new THREE.Geometry();
geometry.vertices.push( new THREE.Vector3( - 500, 0, 0 ) );
geometry.vertices.push( new THREE.Vector3( 500, 0, 0 ) );

for ( var i = 0; i <= 20; i ++ ) {

var line = new THREE.Line( geometry, new THREE.LineBasicMaterial( { color: 0x000000, opacity: 0.2 } ) );
line.position.z = ( i * 50 ) - 500;
scene.add( line );

var line = new THREE.Line( geometry, new THREE.LineBasicMaterial( { color: 0x000000, opacity: 0.2 } ) );
line.position.x = ( i * 50 ) - 500;
line.rotation.y = 90 * Math.PI / 180;
scene.add( line );

}
}

function threeStart() {
initThree();
initCamera();
initScene();
initLight();
initObject();
renderer.clear();
renderer.render(scene, camera);
}

</script>
</head>

<body onload="threeStart();">
<div id="canvas-frame"></div>
</body>
</html>

画网格关键之处initObject函数中，我们不浪费纸，但是浪费一些电，在下面重复一下上面的代码：

var cube;
function initObject() {
var geometry = new THREE.Geometry();
// B begin
geometry.vertices.push( new THREE.Vector3( - 500, 0, 0 ) );
geometry.vertices.push( new THREE.Vector3( 500, 0, 0 ) );
// B end

for ( var i = 0; i <= 20; i ++ ) {

var line = new THREE.Line( geometry, new THREE.LineBasicMaterial( { color: 0x000000, opacity: 0.2 } ) );
line.position.z = ( i * 50 ) - 500;
scene.add( line );

var line = new THREE.Line( geometry, new THREE.LineBasicMaterial( { color: 0x000000, opacity: 0.2 } ) );
line.position.x = ( i * 50 ) - 500;
line.rotation.y = 90 * Math.PI / 180;
scene.add( line );

}
}

思路：我们要画一个网格的坐标，那么我们就应该找到线的点。把网格虚拟成正方形，在正方形边界上找到几个等分点，用这些点两两连接，就能够画出整个网格来。

1、定义2个点

在x轴上定义两个点p1(-500,0,0)，p2(500,0,0)。

geometry.vertices.push( new THREE.Vector3( - 500, 0, 0 ) );

geometry.vertices.push( new THREE.Vector3( 500, 0, 0 ) );

2、算法

这两个点决定了x轴上的一条线段，将这条线段复制20次，分别平行移动到z轴的不同位置，就能够形成一组平行的线段。

同理，将p1p2这条线先围绕y轴旋转90度，然后再复制20份，平行于z轴移动到不同的位置，也能形成一组平行线。

经过上面的步骤，就能够得到坐标网格了。代码如下：

for ( var i = 0; i <= 20; i ++ ) {

var line = new THREE.Line( geometry, new THREE.LineBasicMaterial( { color: 0x000000, opacity: 0.2 } ) );
line.position.z = ( i * 50 ) - 500;
scene.add( line );

var line = new THREE.Line( geometry, new THREE.LineBasicMaterial( { color: 0x000000, opacity: 0.2 } ) );
line.position.x = ( i * 50 ) - 500;
line.rotation.y = 90 * Math.PI / 180; // 旋转90度
scene.add( line );

}